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采用水热及溶剂热方法以Co(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)为中心金属,吡嗪-2,3-二羧酸,咪唑4,5-二羧酸等为配体合成了10种结构新颖的配合物,配合物(1)–(10),全部得到了单晶体。并通过X-射线单晶衍射、表面光电压光谱(SPS)、IR光谱、UV-Vis吸收光谱对配合物进行表征,讨论了它们结构与光电性能关系,对比分析了它们SPS及UV-Vis,得出某些规律性结果。此外,为了更深入系统对比研究不同系列配合物的表面光电性能,在老师安排下,还将本研究组其他同学合成的几个相关化合物(尚未发表)(配合物(11)–(18))进行了X–ray粉末衍射(XRD)测试、热重(TG)。考察了它们与SPS关系。并对比讨论了不同结果化合物光-电转换性能变化,特别是对光辐射范围的利用情况和光-电转换效率。配合物的分子式如下:(1)[Co(2,3-pzc)·2H2O]n·2nH2O (11)[Co(o-phta)(Pz)2]n(2)[Co(HImbc)2·(H2O)2](12)[Co(PTA)2(Imh)2]·(PTA)·H2O(3)[Co(2-pdc)3·H2O](13){[Co(pdc)2(H2O)]·(Pz’)·2H2O}n(4)[Co(3-pdc)2·(H2O)4](14)[K2Co2(ox)(btec)(CH3OH)2]n(5){[Fe(Hpdc)2(H2O)2]·2H2O}(15){[Ni(bipy)(H2O)4]·(bdc)}(6)[Fe(HImbc)2·(H2O)2](16)[Ni(PhCOO)(phen)(H2O)3]·(PhCOO)(7)[Fe(pdc)·(H2O)2]n·n H2O (17)[Ni(dcpz)(H2O)4](8)[Fe(ox)·(H2O)]n(18)[Ni(pic)2(H2O)2](9)[ⅠCdⅡ0.25ⅡCd0.5Na0.5(btec)0.5(H2O)2]n(10)[ⅠCdⅡCd (btec)]n·5H2O(2,3-pzc=2,3-吡嗪-二羧酸,Imbc=4,5-咪唑-二羧酸,2-pdc=吡啶-2-羧酸,3-pdc=烟酸,pdc=2,5-吡啶-二羧酸,ox=草酸,btec=均苯四甲酸,o-phta=邻苯二甲酸,Pz=吡唑,PTA=对甲苯甲酸,Pz’=哌嗪,Imh=咪唑,H2bdc=间苯二甲酸,PhCOO=苯甲酸根,phen=1,10-邻菲咯啉,H2dcpz=吡唑-3,5-二羧酸,Hpic=吡嗪-2-甲酸,bipy=2,2’-联吡啶)重点利用表面光电压(SPS)技术探索了配合物的表面光-电性能,并与相应的UV-Vis光谱进行了对比分析及指认。结果如下:1.配合物的结构简介:①系列Co配合物(1)-(4)中,配合物(1),(2)和(4)是Co(Ⅱ)的配合物,而配合物(3)为Co(Ⅲ)的配合物,其中配合物(1)是通过吡嗪-2,3-二羧酸连成的1D无限结构,配合物(2),(3)和(4)是单核配合物,最终都通过氢键进一步连成了3D无限网络。系列Co配合物(11)-(14)中,都是Co(Ⅱ)的配聚物及超分子,配合物(11)是由邻苯二甲酸桥连形成的1D配聚物,氢键将其连成2D结构;配合物(12)是对甲基苯甲酸和咪唑为配体形成的Co单核的配合物,氢键将其连成2D结构;配合物(13)是由吡啶-2,5-二羧酸基团桥连的1D配聚物,氢键再将其连成2D结构。配合物(14)是由均四和草酸为配体桥连形成的3D配聚物。②系列Fe配合物(5)-(8)中,配合物(5)和(6)是单核化合物,分子中不同类型的氢键将其连成了具有2D,3D无限结构的超分子;配合物(7)是以吡啶-2,5-二羧酸为配体形成的2D配聚物,氢键将其进一步连成3D网状结构;而配合物(8)是通过草酸形成的具有1D无限结构的配聚物,氢键将其进一步连成3D网状结构。③系列Ni配合物(15)-(18)中,均为Ni(Ⅱ)的单核配合物,再通过分子间氢键连成具有1D、2D或3D氢键网络结构。2.各系列配合物SPS及UV-Vis对比分析结果:①18种配合物的SPS在300800nm范围均表现出正的光伏响应,表明配合物有一定的光-电转换特性。配合物的SPS与相应的UV-Vis吸收光谱都具有密切关系。②不同中心金属原子,由于dn电子行为不同,所以,在SPS中产生明显不同。③对于相同中心金属的配合物:a.直接配位原子不同,影响荷迁移跃迁(LMCT)而引起的带-带光伏响应的数目。例如:在Fe系列配合物中,配合物(8)中的直接配位原子为O原子,配位模式为FeO6,在配合物(5)-(7)中,直接配位原子为N和O原子,配位模式分别为FeN2O4,FeN2O4,FeNO5,观察它们的SPS发现,配合物(8)有1个且带-带光伏响应,配合物(5)-(7)均有2个带-带光伏响应。系列Co配合物(11)-(14)也具有相似规律。b.中心金属配位数不同,即所处的晶体场不同,其光电响应也不同。如:第六章系列Co配合物中,配合物(11)-(12)为4配位,处于畸变的Td场中,Co(Ⅱ)离子的d→d*跃迁吸收带为:4A2→4T1(P),4A2→4T1(F),4A2→4T2。配合物(13)-(14)为6配位,处于近似Oh场中,Co(Ⅱ)离子的d→d*跃迁吸收带为:4T1g(F)→4A2g,4T1g(F)→4T1g(P),4T1g(F)→4T2g。c.配位微环境不同,对于d→d*跃迁引起的光伏响应也有明显影响。例如:在配合物(11)和(12)中,Co(Ⅱ)是4配位(Td构型),它的d→d*跃迁响应带,比配合物(13)和(14)(6配位)d→d*响应带明显红移,这是由于在Td场下的d轨道分裂能(△t)大大小于在Oh场得分裂能(△o)。