新型内嵌富勒烯的单分子磁性,荧光性质及光化学反应的研究

来源 :苏州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:q363342684
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
内嵌富勒烯是将原子,分子,或者原子团簇嵌入富勒烯的空腔中而形成的分子。内嵌物和碳笼之间存在的电子转移和相互作用使得这类化合物具有特异的分子磁性、荧光等特性,在量子计算、高密度信息存储、分子器件以及生物医药等方面具有潜在的应用前景。目前,已有多种不同类型的内嵌富勒烯已被成功的分离和表征。其中,对其分子结构的研究较为集中和系统,而关于内嵌富勒烯的材料特性,特别是基于新结构内嵌富勒烯的单分子磁性以及荧光等性质研究还有待进一步拓展。内嵌富勒烯的荧光性质报道极少,此前普遍认为内嵌富勒烯在可见区没有荧光。而富勒烯单分子磁性研究也主要针对氮化物内嵌富勒烯,其他类别的富勒烯涉及较少。基于此,本文对于几种新型内嵌金属富勒烯的合成,光化学反应以及分子磁性与荧光特性进行了以下几个方面的研究:(1)以Dy203作为金属源,引入CO2气体作为氧源,利用直流电弧放电法成功合成了一系列新结构的内嵌镝氧团簇富勒烯Dy2O@C2n(2n=72,74,80,82,88)。利用X射线单晶衍射,循环伏安曲线,UV-vis-NIR光谱等表征手段确定其分子构型。与已报道的所有含Dy-O键的化合物进行对比分析,Dy2O@C2n(2n=72,74,80,82)内嵌富勒烯的Dy-O键明显短于目前已报道的化合物中的 Dy-0 键长。其中,Dy20@Cs-C82 和 Dy2O@C2v-C82 中的 Dy-O 键(1.941 和1.944A)是目前已知最短的。对Dy2O@C2n(2n=72,74,80,82)磁学性能研究表明,碳笼尺寸和对称性的改变能够影响Dy2O团簇磁滞回线在1-1.5 T处的弯曲程度以及Dy20@C2n的零场量子隧穿效应;对Dy20@C82的三个异构体进行结构、磁性研究和理论计算的研究,发现Dy2O@C82中Dy2O团簇的致密几何结构导致了强轴向配体场以及Dy离子间强反铁磁交换耦合。(2)以ThO2为金属源,利用直流电弧放电法成功合成了一系列新型单金属内嵌富勒烯Th@C2n(2n=80,82,86)。利用UV-vis-NIR光谱,循环伏安曲线,荧光光谱对其进行表征。实验结果表明,Th@C2n(2n=80,82,86)都能在可见区发射荧光。Th@C80,Th@C3v(8)-C82,Th@C86的荧光峰的位置和形状几乎一样,但是荧光的强度差异很大。其中Th@C80的荧光最强,其次是Th@C86,荧光强度最弱的是 Th@C3v(8)-C82;将 Th@C3v(8)-C82与Th@C82(Ⅰ,Ⅱ)的荧光光谱进行对比,发现Th@C3v(8)-C82的荧光峰的位置和形状与Th@C82(Ⅰ,Ⅱ)不同。这说明单金属Th-EMFs的金属配位环境(碳笼的尺寸和构型的改变)对其荧光性质有很大的影响。(3)通过Th@C3v(8)-C82与AdN2的自由基光化学反应首次合成了锕系金属内嵌富勒烯的化学衍生物。该衍生物为单加成产物,有三个异构体Th@C82Ad(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)。其中 Th@C82Ad(Ⅰ)为热力学稳定产物,Th@C82Ad(Ⅱ)和 Th@C82Ad(Ⅲ)是热力学不稳定产物,并最终会异构化为Th@C82Ad(Ⅰ)。利用UV-vis-NIR光谱,循环伏安曲线,X射线单晶衍射以及荧光光谱等对这三个异构体进行表征。实验结果表明,加成在不同位点的金刚烷基团对碳笼的电子云密度分布有显著影响,进而会影响分子的电子结构以及内部金属与碳笼的相互作用;对Th@C82Ad(Ⅰ)的结构分析,发现金刚烷基团加成到碳笼上后,内部的Th原子与碳笼的相互作用变弱,Th原子却变得完全有序。对三个异构体Th@C82Ad(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)的荧光光谱研究结果表明,与Th@C3v(8)-C82相比,Th@C82Ad(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)的荧光峰位值未发生变化。但金属Th原子配位环境相对于Th@C3v(8)-C82变化使得Th@C82Ad(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)荧光强度分别增强了一到两个数量级。
其他文献
在英语中,当表示“把某物给对方时常用"Here is…”;“Here are…”等倒装句型。“Hereyou are.”和“Here it is.”都可用来表示“给你”的意思。是表示把东西交给对方时常
莎士比亚有句名言:Brevity is the Soul of wit.(言贵在筒结。)纽马克在A Textbook of Translation一书中也有个提法: Accuracy and economy are the main purposes of a tra
期刊
Achievement provides the only real pleasurein life.(Thomas Edison,American inventor) 有所成就是人生惟一的真正乐趣。(美国发明家爱迪生.T.)
期刊
在新编英语教材第一册第十单元对话中有这样一句话Yes.In fact,I am on our city team.此句话的意思为“是的,实际上,我是我们城市队的成员”。在十三单元对话中有“What’s
期刊
今天。我们来学习怎样谈论颜色和季节。1.The sky is blue and clear.天空蔚蓝晴朗2.I have a black bag.我有一个黑包。3.Her skirt is pink.她的裙子是粉红色的。4.The ban
期刊
左图中共有十二根火柴,它们构成四个正方形。你能否把两根火柴移开,而只留下两个正方形?
期刊
土地是非常重要而又相当有限的资源。农业生产和发展、经济社会的发展等需要依赖于土地。因此对土地的合理利用就显得相当重要。特别是如何做到在满足人类发展的同时也有力的保护土地资源,也成为了近年来人们研究的重点。某市市中区作为某省经济开发相对成熟的地区,具有多年的土地利用与整治经验,在该领域取得了较为显著的成效,以某市市中区为实证研究区,在总结其有效经验的基础上,分析现存问题和探究应对措施,既有利于保障我
现如今商业竞争环境日益激烈的背景下,商业竞争模式的选择与发展对企业具有积极促进作用。商业模式的创新发展能拓展更多商业机会,且设定一系列商业活动,以价值创造为基本出发点,这样能综合市场因素角度,充分保障参与者之间的交易关系。但是现有研究中,商业模式是一个企业在某一经济领域和范围内,为企业自身产品及服务展开定位、获取利益、选择客户、吸收各类资源以进入市场的根本。而其在运营过程,能创造价值并从中获取利润
我国现代化建设过程中产生的大量建筑垃圾常用填埋或堆放方式处理,既占土地资源又污染环境,而交通基础设施大规模修建也在不断消耗短期难以再生的大量天然集料,碎石被广泛用
百年大计,教育为本。乡村的振兴和发展,依靠农村教育培养出的优秀人才不断为其注入新鲜血液。随着社会各阶层对农村教育问题的关注,纪录片创作者也开始通过纪录片去反思农村教育问题。农村教育题材纪录片将农村教育面临的现实问题用艺术手法真实客观地展现出来。纪录片《村小的最后岁月》以一所即将关闭的农村小学——祝庄小学及其师生为表现对象。祝庄小学位于江苏省灌云县小伊乡,创办于1952年。它曾有过自己的辉煌岁月,但