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本文采用水热及恒温水浴方法,以Co(Ⅱ)/Co(Ⅲ)、Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)为中心金属,有机芳香多羧酸和吡唑为主要配体,合成了11种配合物,全部得到单晶体。经X-射线单晶衍射,确定了它们的结构,分子式如下:[1]以Co(Ⅱ)/Co(Ⅲ)为中心的配合物[2]以Ni(Ⅱ)/Cu(Ⅱ)为中心的配合物(1){[Co(phth)(phen)(H2O)].H2O}n(7)[Ni(pz)4(H2O)2].(H2btc)2.H2O(2){[Co(btec)(H2O)4].(H2ppz).(H2O)4}n(8){[Ni2(pz)8(btec)].H2O}n(3)[Co(btec)0.5(pz)2]n(9)[Ni3(btc)2(H2O)8]n(4)[Co2(btec)(pz)6]n(10)[Ni(phth)(pz)2(H2O)]n(5)[Co2(2,6-pdc)2(H2O)5].(H2O)2(11)[Cu2(C8H7O2)4(C2H5OH)2](6)[Co(phen)2(CO3)].(NO3).H2O(H2phth=邻苯二甲酸,phen=1,10-邻菲啰啉,H4btec=均四苯甲酸,ppz=哌嗪,pz=吡唑,H2pdc=吡啶二甲酸,C8H8O2=对甲基苯甲酸,H3btc=均三苯甲酸)对全部配合物进行了IR光谱、电子吸收光谱(UV-Vis-NIR)、表面光电压光谱(SPS)及场诱导表面光电压光谱(FISPS)测试,并进行分析和指认。重点是利用SPS对比研究了各配合物在光诱导下的表面电子行为,并将SPS结果与相应的UV-Vis吸收光谱进行了关联。SPS研究结果表明:在紫外和可见光照射下,各配合物在300-800nm范围内,均呈现出明显的光伏响应带,这说明它们在光诱导下产生了光-电转换信号。表明11种配合物均具有一定的光-电转换能力。通过SPS对比发现:结构不同,SPS响应有一定差异,得出如下规律性结论:(1).配聚物的空间结构影响SPS。配聚物晶体结构维数越高,往往其光伏响应强度越强。例如配合物(2)、(4)和(5)的SPS强度(2)>(4)>(5)。配聚物(2)是以均三苯甲酸和哌嗪为配体的具有1D链状结构的配聚物,由氢键联成3D网状结构;配聚物(4)是以均四苯甲酸和吡唑为配体的具有1D链状结构的配位聚合物,经氢键联成2D结构;配合物(5)是以2,6-吡啶二甲酸为配体,完全由氢键联成3D结构。显然,完全由共价键(包括配位键)和氢键构筑的3D或2D结构(2D结构次之)比完全由氢键构筑的3D结构键合能力更强,为载流子提供的传输通道更多,所以配聚物的SPS响应强度明显(2)>(4)>(5)。(2).配体的结构和性质对SPS有明显影响。采用共轭有机配体,特别是采用不同种类的有机配体,配聚物的SPS响应明显加强或加宽。例如,Co(Ⅱ)的配合物中,配聚物(2)是以均四苯甲酸和哌嗪为配体的配位聚合物,配合物(5)是以2,6-吡啶二甲酸为配体的配合物。配聚物(2)因共轭有机配体哌嗪的引入,不仅使配聚物(2)的SPS响应带强度强于配聚物(5),同时宽度也明显加宽;同样在Ni(Ⅱ)的配合物中,配聚物(9)是以均三苯甲酸为配体的配位聚合物,配聚物(10)是以邻苯二甲酸和吡唑为配体的配位聚合物,配聚物(10)因共轭有机配体吡唑的引入,不仅使配聚物(10)的SPS响应带强度强于配聚物(9),同时宽度也明显加宽。(3).配聚物中心金属离子d电子构型对SPS数目和位置有一定影响。例如配合物(5)和(6)都是由氢键构筑的配位超分子化合物,配合物(5)的中心金属为Co(Ⅱ)离子(d7),配合物(6)的中心金属为Co(ⅡI)离子(d6),所以SPS中由中心金属离子的d-d*跃迁引起的光伏响应带表现为配合物(6)对比配合物(5)略微红移;同样配聚物(10)[Ni(phth)(pz)2(H2O)]和[Co(phth)(pz)2]n(本组他人合成)分别是以Ni(Ⅱ)和Co(Ⅱ)为中心金属离子的配位聚合物,由于中心金属离子差异及种类不同,表现在SPS中使得中心金属离子的d-d*跃迁引起的光伏响应带数目不同,配聚物(10)中出现3个d-d*跃迁引起的表面光伏响应带,而[Co(phth)(pz)2]n中出现2个d-d*跃迁引起的表面光伏响应带。