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姓名 余立中(Li-chung Yu) 查詢紙本館藏 畢業系所 化學學系 論文名稱 鑭系金屬與1,2,4,5-苯四酸配子之自組裝合成、結構與性質探討
(Self-assembly, Structure and Properties of Lanthanide Complexes with 1,2,4,5-Benzenetetracarboxylate)相關論文 檔案 [Endnote RIS 格式]
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摘要(中) 本文使用鑭系金屬離子和bezene-1,2,4,5-tetracarboxylic acid經由自組裝的方式合成出{[Sm2(btec)1.5(H2O)5]‧10H2O}n (1)、{[Gd2(btec)1.5(H2O)5]‧9H2O}n (2)、{[La2(btec)1.5(H2O)4]‧3H2O}n (3) 、{[Ce2(btec)1(H2btec)1(H2O)4]‧4H2O}n (4)、{[Gd(btec)0.5(H2btec)0.5(H2O)1]‧2H2O}n (5)、{[Dy(btec)0.5(H2btec)0.5(H2O)1]‧2H2O}n (6)、{[Ho(btec)0.5(H2btec)0.5(H2O)1]‧2H2O}n (7)、{[Dy4(btec)3(H2O)8]‧4H2O}n (8)、{[Ho4(btec)3(H2O)8]‧4H2O}n (9)等九個化合物。
化合物1、2具有相似的固態結構,是以九配位的金屬中心形成具有雙核金屬簇的三維結構,結構中有二維的通道。化合物3是以九配位及十配位的金屬中心形成具有四核金屬簇的三維結構,四核金屬簇是以四個金屬離子為頂點以氧橋連接形成四邊型的結構。化合物4是以九配位及十配位的金屬中心形成具有金屬鍊的二維結構,結構中苯四酸有兩種配位模式,其中最特別的是以使用1、5號位的羧酸基鍵結四個金屬離子, 但保留了2、4號位置的羧酸基未鍵結任何金屬離子且羧酸基上的氫未脫去,形成文獻中未見的µ4-橋接配位模式。化合物5、6、7具有相似的固態結構,以九配位的金屬中心形成金屬鍊的三維結構。化合物8、9具有相似的固態結構,以八配位及九配位的金屬中心形成具有四核金屬簇的三維結構,四核金屬簇以Z字型的方式,以金屬為四個節點再以氧橋連接。以上化合物經由TGA鑑定,皆具有高的熱穩定性,達400~500 ℃才開始崩塌瓦解。由直流磁化率χmT的數據及擬合中可知化合物5~9整體的行為表現是反鐵磁性,但是由交流磁化率數據的虛數部分發現有磁緩現象,這是鑭系金屬化合物少見的磁性特質,此磁緩現象應是來自於結構中單一金屬離子或單一金屬鍊(簇)激發態所展現的行為。
摘要(英) A series of lanthanide complexes, {[Sm2(btec)1.5(H2O)5]‧10H2O}n (1)、{[Gd2(btec)1.5(H2O)5]‧9H2O}n (2)、{[La2(btec)1.5(H2O)4]‧3H2O}n (3) 、{[Ce2(btec)1(H2btec)1(H2O)4]‧4H2O}n (4)、{[Gd(btec)0.5(H2btec)0.5(H2O)1]‧2H2O}n (5)、{[Dy(btec)0.5(H2btec)0.5(H2O)1]‧2H2O}n (6)、{[Ho(btec)0.5(H2btec)0.5(H2O)1]‧2H2O}n (7)、{[Dy4(btec)3(H2O)8]‧4H2O}n (8)、{[Ho4(btec)3(H2O)8]‧4H2O}n (9), were synthesized. The crystal structure diffraction analysis showed that complexes 1 and 2 are isostructure, and reveals a three-dimensional framework for the construction of two nine-coordinated metal centers. In the complexes 1 and 2, the two-dimensional channels are obtained. Complex 3 also shows a three-dimensional framework with the quadrilateral tetranuclear building units comprising of both ten- and nine-coordinated lanthanum centers. Complex 4 is a two-dimensional structure comprising of 1D cerium chain. The metal chains in the complex 4 are composed both of ten- and nine-coordinated cerium centers bridged by carboxylate groups of btec ligand. Complexes 5-7 show isostructural of three-dimensional frameworks constructing from lanthanide metal chains, which contains nine-coordinated metal centers bridged by carboxylate groups of btec ligand. The zigzag tetranuclear complexes 8-9 are also isostructure and display a three dimensional framework comprising of both nine- and eight-coordinated metal centers.
The results of TGA studies indicated that complexes 1-8 are high thermal stability and their frameworks remain stable under heat treatment to 400-500 ℃. The magnetic results of complexes 5-9 indicate antiferromagnetic and spin-orbital coupling dominated between the metal ions in complexes 5-9. Surprisiely, slow magnetic relaxation was observed for complexes 6-9. The slow magnetic relaxation may be arise from the single-ion behavior of the metal ions or the exciting state of single metal chain rather than from the spin-spin coupling interaction between the metal ions.
關鍵字(中) ★ 金屬有機配位聚合物
★ 鑭系金屬
★ 自組裝關鍵字(英) ★ MOFs
★ self-assembly
★ lanthanides論文目次 中文摘要 I
ABSTRACT II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 IX
一、緒論 1
1-1 前言 1
1-2 金屬-有機框架化合物(METAL-ORGANIC FRAMEWORK) 2
1-3 磁性 12
二、實驗設計概念與合成策略 17
2-1 有機配子的選擇 17
2-2 金屬的選擇 19
三、實驗部分 21
3-1 儀器與藥品 21
3-2 合成步驟 22
3-2-1 K4(C10H2O8)(K4BTEC)之製備 22
3-2-2 {[SM2(BTEC)1.5(H2O)5]‧10H2O}N (1)的合成 22
3-2-3 {[GD2(BTEC)1.5(H2O)5]‧9H2O}N (2)的合成 23
3-2-4 {[LA2(BTEC)1.5(H2O)4]‧3H2O}N (3)的合成 24
3-2-5 {[CE2(BTEC)1(H2BTEC)1(H2O)4]‧4H2O}N (4)的合成 25
3-2-6 {[GD(BTEC)0.5(H2BTEC)0.5(H2O)1]‧2H2O}N (5)的合成 26
3-2-7 {[DY(BTEC)0.5(H2BTEC)0.5(H2O)1]‧2H2O}N (6)的合成 27
3-2-8 {[HO(BTEC)0.5(H2BTEC)0.5(H2O)1]‧2H2O}N (7)的合成 28
3-2-9 {[DY4(BTEC)3(H2O)8]‧4H2O}N (8)的合成 29
3-2-10 {[HO4(BTEC)3(H2O)8]‧4H2O}N (9)的合成 30
四、結果與討論 33
4-1 結構分析 33
4-1-1 化合物1及2 33
4-1-2 化合物3 37
4-1-3 化合物4 40
4-1-4 化合物5、6、7 43
4-1-5 化合物8及9 46
4-1-6 反應溫度與結構之關係 49
4-2 化合物1~9的熱穩定性 50
4-3 磁性分析 54
4-3-1 化合物5、6及7的磁性 54
4-3-2 化合物8及9的磁性 64
五、結論 72
參考文獻 74
附錄一、化合物[{SM2(BTEC)1.5(H2O)5}‧10H2O]N (1)的原子位置參數、熱運動參數、鍵長及鍵角 76
附錄二、化合物[{GD2(BTEC)1.5(H2O)5}‧9H2O]N (2)的原子位置參數、熱運動參數、鍵長及鍵角 83
附錄三、化合物[{LA2(BTEC)1.5(H2O)4}‧3H2O]N (3)的原子位置參數、熱運動參數、鍵長及鍵角 90
附錄四、化合物[{CE2(BTEC)1(H2BTEC)1(H2O)4}‧4H2O]N (4)的原子位置參數、熱運動參數、鍵長及鍵角 97
附錄五、化合物[{GD(BTEC)0.5(H2BTEC)0.5(H2O)1}‧2H2O]N (5)的原子位置參數、熱運動參數、鍵長及鍵角 104
附錄六、化合物[{DY(BTEC)0.5(H2BTEC)0.5(H2O)1}‧2H2O]N (6)的原子位置參數、熱運動參數、鍵長及鍵角 109
附錄七、化合物[{HO(BTEC)0.5(H2BTEC)0.5(H2O)1}‧2H2O]N (7)的原子位置參數、熱運動參數、鍵長及鍵角 114
附錄八、化合物[{DY4(BTEC)3(H2O)8}‧5H2O]N (8)的原子位置參數、熱運動參數、鍵長及鍵角 119
附錄九、化合物[{HO4(BTEC)3(H2O)8}‧4H2O]N (9)的原子位置參數、熱運動參數、鍵長及鍵角 126
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指導教授 李光華、呂光烈
(Kwang-Hwa Lii、Kuang-Lieh Lu)審核日期 2010-7-23 推文 plurk
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