羧基氧桥联稀土功能配合物的热化学研究

Study on synthesis, structure and properties of rare earth compexes, has the important theory significance and application value in the optical, magnetic, catalytic and biological activity etc. The carboxylate oxygen bridged rare earth complexes with excellent luminescent properties and potential value will be synthesized by hydrothermal or solution method. The structures of rare earth complexes will be characterized by elemental analysis, IR, UV, Raman spectra,thermal analysis and single crystal diffraction technology, etc. Thermal decomposition rate and reaction heat will be innvestigated by using TG-DSC/IR system. The thermal decomposition mechanism of the title complexes will be illustrated, and the evolved gas will be characterized by using three-dimensional IR spectra. The thermal decomposition kinetics and thermodynamics will be researched using the new reaction kinetic methods. And the kinetic models of thermal decomposition reactions, the corresponding kinetic and thermodynamic parameters will be obtained. Thermodynamic properties of rare earth complexes including heat capacity, enthalpy, entropy and gibbs free energy, etc. will be studied by microcalorimetry and DSC.The luminescent, antibacterial activity and magnetic performance of the title complexes will be investigated, and will be related. These results will provide valuable scientific foundation for exploring and discovering of new multi functional composite materials.

稀土配合物合成、结构和性能的研究在光学、磁学、催化及生物活性等领域具有重要的理论意义和应用价值。本课题采用水热法或溶液沉淀法，设计合成具有优良发光性能、磁性及潜在应用价值的羧基氧桥联稀土功能配合物。通过红外光谱、紫外光谱、拉曼光谱、热分析和单晶衍射等技术，对稀土配合物的结构进行表征。采用同步热分析-红外光谱联用等技术，研究热分解反应速率及反应热，用三维红外光谱表征热分解过程中气体产物组成，阐明配合物的热分解反应机理。采用新的多重扫描反应动力学处理方法，研究配合物的热分解反应的动力学及热力学，给出相应的动力学和热力学参数以及动力学方程。用微量热或差示扫描量热法研究稀土功能配合物的摩尔热容、焓、熵和吉布斯自由能等热力学性质。通过对配合物的结构、发光性能、磁性、生物活性、热分解反应动力学及基础热力学性质进行系统研究，并进行相互关联，为探索发现和高效利用新型稀土多功能复合材料提供有价值的科学依据。

稀土配合物的合成、结构和性能研究在光学、磁学、催化及生物活性等领域具有重要的理论意义和应用价值。本项目设计合成了具有优良发光性能、磁性质及潜在应用价值的羧基氧桥联稀土功能配合物132种。通过元素分析、热重-差示扫描量热分析、红外光谱、紫外光谱、拉曼光谱、核磁共振波谱和单晶衍射等技术，对稀土配合物的结构进行了表征。测定了[Ln(3-Cl-4-MOBA)3(5,5′‐DM‐2,2′‐bipy)]2(5,5′‐DM‐2,2′‐bipy)(Ln = Eu, Gd , 3-Cl-4-MOBA = 3-氯-4-甲氧基苯甲酸根; 5,5′‐DM‐2,2′‐bipy = 5,5'-二甲基-2,2'-吡啶)等126种配合物的晶体结构及晶胞参数，其中部分配合物的结构非常新颖，鲜有报道。采用同步热分析-傅里叶红外光谱联用等技术，研究了132种配合物的热分解反应机理；采用三维红外光谱，表征了热分解过程中气体产物的组成。采用新的多重扫描反应动力学处理方法，得到了相应的动力学参数和热力学参数。采用差示扫描量热法和PPMS法，获取了[Ln(3-Cl-4-MOBA)3(5,5′‐DM‐2,2′‐bipy)]2(5,5′‐DM‐2,2′‐bipy)(Ln = Eu, Gd ,)等53种配合物的摩尔热容、焓、熵和吉布斯自由能等热力学函数值。通过琼脂扩散法测定了[Ln(3,4-DEOBA)3(5,5′-DM-2,2′-bipy)]2（Ln=Tb（1），Dy（2））等69种配合物对于大肠杆菌，金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抑菌活性，实验结果表明，配合物对白色念珠菌表现出较强的抑菌性能，且抑菌效果随着浓度的升高而增强。采用荧光光谱测定了[Ln(2,4-DClBA)3(terpy)(H2O)]•H2O (Ln= Eu, Tb)等54种配合物的固态荧光光谱。铕和铽配合物在相应激发光的激发下均发出Eu3+和Tb3+的特征红色荧光和绿色荧光，同时得到了部分配合物的荧光量子产率及荧光寿命。通过MPMS XL7 磁性测量系统测定了2-300K范围内[Ho2(2-Br-5-MOBA)6(phen)2]等11种配合物的变温磁化率，研究表明，所有的配合物在温度范围内均遵循居里-韦斯定律，χMT值随温度的降低而降低。通过对配合物的结构与性能进行系统研究，其结果可为探索发现和高效利用新型稀土多功能复合材料提供宝贵的科学依据。