酞菁铈配合物固相合成条件及表征

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酞菁的发现已经经历了100多年,在这样漫长的时间里,有无数的化学工作者对酞菁类化合物进行了研究,为我们留下了许多珍贵的资料。对酞菁类化合物的研究,原因基于其是一类具有良好的热稳定性及化学稳定性的大环化合物。除此之外,还因酞菁类化合物在光动力疗法、电致变色显示、光导、化学传感器、太阳能电池、光记录介质材料、非线形光学材料、催化领域、LB膜等领域拥有诱人的应用前景。正因如此,吸引了大量化学工作者对酞菁化合物研究的兴趣,并致力于其基础性的研究和应用研究。本论文主要利用了苯酐-尿素固相合成法合成了酞菁铈,并对产物进行了表征和物理化学性质研究。论文主要工作分为以下两个方面:1.根据相关文献得知,在固相化学反应中,将反应温度低于100℃的反应定义为低热固相反应、反应温度介于100-600℃之间的定义为中热固相反应,以及反应温度高于600℃的反应定义为高热固相反应,这是根据固相化学反应发生的温度将固相化学反应划分为三大反应类型。本文主要以固相合成法------苯酐-尿素法在三个不同温度区间对金属酞菁铈的合成开展实验研究,这三个不同温度区间分别为:-8.4℃~0.6℃,25℃,50℃~240℃这三个区间。利用XRD对实验反应产物进行跟踪检测,结果表明,此反应在零摄氏度以下和室温下不能发生反应,在200℃反应完全,即此反应为中热固相反应。同时,经过对谱图的分析,证明该固相化学反应在扩散-反应-成核-生长四步骤中,成核步骤是该固相反应的决策步骤,起到主导作用。2.利用固相合成苯酐一尿素法制备出了酞菁铈,考察了实验反应温度,反应时间,反应添加助剂用量和催化剂用量对其产率的影响。结果表明,最佳反应温度为200℃,最佳反应时间为4h,反应添加助剂碳酸钠的用量为(以苯酐加入质量为标准)50%,催化剂钼酸铵的用量为(以苯酐加入质量为标准)2.5%,苯酐:尿素:六水合硝酸铈=1:5:0.25(摩尔比),从而确定了最佳反应条件。并通过XRD、红外光谱、紫外-可见近红外光谱、荧光光谱、质谱及光电子能谱对酞菁铈进行了表征。
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