系列Cu(Ⅱ/Ⅰ)配聚物的合成、结构及光电性能

doi:10.3866/PKU.WHXB201207311

物理化学学报 >> 2012, Vol. 28 >> Issue (11): 2549-2557.doi: 10.3866/PKU.WHXB201207311

系列Cu(Ⅱ/Ⅰ)配聚物的合成、结构及光电性能

金晶¹, 徐晓婷¹, 丛盛美¹, 李雷¹, 张广宁², 牛淑云¹

1 辽宁师范大学化学化工学院, 辽宁大连 116029;
2 辽宁师范大学功能材料化学研究所, 辽宁大连 116029

收稿日期:2012-05-21 修回日期:2012-07-26 发布日期:2012-10-17
通讯作者: 牛淑云 E-mail:syniu@sohu.com
基金资助:
国家自然科学基金(20571037)和辽宁省创新团队项目(2007T092)资助

Syntheses, Structures and Photoelectron Property of a Series of Cu(II/I) Coordination Polymers

JIN Jing¹, XU Xiao-Ting¹, CONG Sheng-Mei¹, LI Lei¹, ZHANG Guang-Ning², NIU Shu-Yun¹

1 School of Chemistry and Chemical Engineering, Liaoning Normal University, Dalian 116029, Liaoning Province, P. R. China;
2 Institute of Chemistry for Functionalized Materials of Liaoning Normal University, Dalian 116029, Liaoning Province, P. R. China

Received:2012-05-21 Revised:2012-07-26 Published:2012-10-17
Supported by:
The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (20571037) and Innovative Team Foundation of Educa-tional Office of Liaoning Province, China (2007T092).

摘要/Abstract

摘要：

采用水热方法合成了3种Cu(Ⅱ/Ⅰ)配聚物及超分子, (1) [K₂Cu₂(ox)(btec)(MeOH)₂]_n, (2) {[Cu(pdc)(H₂O)₂]?H₂O}_n, (3) [Cu(cyan)(phen)]?H₂O (H₂ox: 草酸, H₄btec: 均苯四甲酸, MeOH: 甲醇, H₂pdc: 2, 5-吡啶二羧酸, phen: 邻菲啰啉, Hcyan: 氰尿酸). 通过X射线单晶衍射、表面光电压光谱(SPS)、固体紫外-可见(UV-Vis)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、元素分析等方法对配合物进行了表征. 结构解析结果表明, 配合物(1)是具有三维(3D)无限结构的配聚物; (2)是具有二维(2D)无限结构的配聚物, 但又通过氢键进一步连成了三维(3D)网络, (1)与(2)的中心金属均为Cu(II)离子; (3)为含Cu(I)的单核配合物, 但又通过氢键和π-π堆积作用, 使它成为2D超分子化合物. 配合物SPS结果显示, 配合物(1)-(3)在300-800 nm范围内都呈现光伏响应, 表明三者均具有一定的光电转换能力. 讨论了配合物的组成、结构、维数、配体种类、中心金属离子价态及配位微环境对SPS的影响,并将SPS与UV-Vis 光谱进行了关联.

关键词: Cu(Ⅱ/Ⅰ)配聚物, 合成, 结构, 表面光电压光谱, 光电性能

Abstract:

Three Cu(II/I) coordination polymers/supramolecules were obtained by means of hydrothermal synthesis: (1) [K₂Cu₂(ox)(btec)(MeOH)₂]_n, (2) {[Cu(pdc)(H₂O)₂]?H₂O}_n, and (3) [Cu(cyan)(phen)]?H₂O (where H₂ox is oxalic acid, H4btec is 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic acid, MeOH is methanol, H₂pdc is pyridine-2, 5-dicarboxylic acid, phen is 1,10-phenanthroline, and Hcyan is cyanuric acid). These compounds were characterized by single crystal X-ray diffraction, surface photovoltage spectroscopy (SPS), solid phase ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, and elemental analysis. Results indicated that (1) is a three-dimensional (3D) coordination polymer while (2) is a twodimensional (2D) coordination polymer connected into a 3D network through hydrogen bonding. For both (1) and (2), the center metal is a Cu(II) cation. Compound (3) is a Cu(I) mononuclear complex which forms a 2D supramolecule via hydrogen bonding and π-π interactions. The SPS data for these three complexes exhibited photovoltage responses in the range of approximately 300 to 800 nm, indicating that all three possess some capacity for photoelectric conversion. The effects of composition, structure, dimensionality, ligands, valence states, and coordination environment of the central metal ions on the SPS results were investigated and discussed, as was the interrelationship between SPS and UV-Vis spectra.

Key words: Cu (II/I) coordination polymer, Synthesis, Structure, Surface photovoltage spectrum, Photoelectron property

点击下载补充材料PDF格式文件

金晶, 徐晓婷, 丛盛美, 李雷, 张广宁, 牛淑云. 系列Cu(Ⅱ/Ⅰ)配聚物的合成、结构及光电性能[J]. 物理化学学报, 2012, 28(11), 2549-2557. doi: 10.3866/PKU.WHXB201207311

JIN Jing, XU Xiao-Ting, CONG Sheng-Mei, LI Lei, ZHANG Guang-Ning, NIU Shu-Yun. Syntheses, Structures and Photoelectron Property of a Series of Cu(II/I) Coordination Polymers[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28(11), 2549-2557. doi: 10.3866/PKU.WHXB201207311

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB201207311

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2012/V28/I11/2549

参考文献

(1) Li, D. D.; Huang, F. P.; Chen, G. J. ; Gao, C. Y.; Tian, J. L.; Gu,W.; Liu, X.; Yan, S. P. J. Inorg. Biochem. 2010, 104 (4), 431.doi: 10.1016/j.jinorgbio.2009.12.008
(2) Paira, M. K.; Mondal, T. K.; López-Torres, E.; Ribas, J.; Sinha,C. Polyhedron 2010, 29 (17), 3147. doi: 10.1016/j.poly.2010.08.024
(3) Wang, X. L.; Chen, Y. Q.; Liu, G. C.; Zhang, J. X.; Lin, H. Y.;Chen, B. K. Inorg. Chim. Acta 2010, 363 (4), 773. doi: 10.1016/j.ica.2009.11.038
(4) Li, Z.; Chen,W. H.;Wang, H. L.; Ding, Q.; Hou, H.W.; Zhang,J. M.; Mi, L.W.; Zheng, Z. Mater. Lett. 2011, 65 (12), 1785.doi: 10.1016/j.matlet.2011.03.067
(5) Cheng, Q. R.; Zhou, H.; Pan, Z. Q.; Chen, J. Z. Polyhedron2011, 30 (6), 1171. doi: 10.1016/j.poly.2011.01.014
(6) Jia, L. H.; Liu, A. C.; Mou, Z. E.; Chen, Y. F. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 1595. [贾丽慧, 刘安昌, 牟宗娥, 陈云峰. 物理化学学报, 2011, 27, 1595.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110736
(7) Zhang, X. H.; Jiao, Z.; Yan,W.W.; Ruan,W. J.; Zhu, Z. A. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 701. [张晓红, 矫志, 闫伟伟,阮文娟, 朱志昂. 物理化学学报, 2010, 26, 701.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20100306
(8) Thagfi, J. A.; Dastgir, S.; Lough, A. J.; Lavoie, G. G.Organometallics 2010, 29 (14), 3133. doi: 10.1021/om100321n
(9) Bhat, S. S.; Kumbhar, A. A.; Heptullah, H.; Khan, A. A.; Gobre,V. V.; Gejji, S. P.; Puranik, V. G. Inorg. Chem. 2011, 50 (2), 545.doi: 10.1021/ic101534n
(10) Tschulik, K.; Cierpka, C.; Gebert, A.; Schultz, L.; Kä_hler, C. J.;Uhlemann, M. Anal. Chem. 2011, 83 (9), 3275.
(11) Reger, D. L.; Debreczeni, A.; Reinecke, B.; Rassolov, V.; Smith,M. D.; Semeniuc, R. F. Inorg. Chem. 2011, 50 (10), 4669. doi: 10.1021/ic200654n
(12) Sun, L. P.; Niu, S. Y.; Jin, J.; Yang, G. D.; Ye, L. Inorg. Chem. Commun. 2006, 9 (7), 679. doi: 10.1016/j.inoche.2006.03.027
(13) Jin, J.; Gong, Y. Y.;Wu, H. Q.; Li, L.; Niu, S. Y. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 1587. [金晶, 巩园园, 武汉清,李雷, 牛淑云. 物理化学学报, 2011, 27, 1587.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110705
(14) Shi, Z. F.; Jin, J.; Li, L.; Xing, Y. H.; Niu, S. Y. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 2011. [史忠丰, 金晶, 李雷,邢永恒, 牛淑云. 物理化学学报, 2009, 25, 2011.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20091002
(15) Lin, Y. H.;Wang, D. J.; Zhao, Q. D.; Yang, M.; Zhang, Q. L.J. Phys. Chem. B 2004, 108 (10), 3202. doi: 10.1021/jp037201k
(16) Jin, J.; Li, D.; Li, L.; Han, X.; Cong, S. M.; Chi, Y. X.; Niu, S.Y. Inorg. Chim. Acta 2011, 379 (1), 44. doi: 10.1016/j.ica.2011.09.040
(17) Saha, R.; Biswas, S.; Mostafa, G. Cryst. Eng. Commun. 2011,13 (3), 1018.
(18) Min, D.; Yoon, S. S.; Lee, C. Y.; Han,W. S.; Lee, S.W. Bull. Korean Chem. Soc. 2001, 22 (9), 1041.
(19) Li, L.; Niu, S. Y.; Li, D.; Jin, J.; Chi, Y. X.; Xing, Y. H. Inorg. Chem. Commun. 2011, 14 (6), 993. doi: 10.1016/j.inoche.2011.03.052
(20) Mao, H. Y.; Zhang, C. Z.; Xu, C.; Zhang, H. Y.; Shen, X. Q.;Wu, B. L.; Zhu, Y.;Wu, Q. G.;Wang, H. Inorg. Chim. Acta2005, 358 (6), 1934. doi: 10.1016/j.ica.2004.12.045
(21) Colacio, E.; Dom?ínguez-Vera, J. M.; Lloret, F.; Sánchez, J. M.M.; Kivekäs, R.; Rodríguez, A.; Sillanpää, R. Inorg. Chem.2003, 42 (13), 4209. doi: 10.1021/ic034155u
(22) Shao, S. B.; Chen, C. Z.; Huang, X. Y.; Gao, D. S.; Lin, Z. B.;Li, D. Chin. J. Struct. Chem. 1996, 15 (3), 246. [邵世保, 陈长章, 黄小荧, 高冬寿, 林州斌, 李定. 结构化学, 1996, 15 (3),246.]
(23) Chen, C. Z.; Lin, Z. B.; Shi, J. Q.; Huang, X. Y.; Gao, D. S.; Li,D.; Jiang, F. Y. Chin. J. Struc. Chem. 1994, 13 (6), 468. [陈长章, 林州斌, 施剑秋, 黄小荧, 高冬寿, 李定, 江逢英. 结构化学, 1994, 13 (6), 468.]
(24) Padmanabhan, M.; Joseph, K. C.; Thirumurugan, A.; Huang, X.Y.; Emge, T. J.; Li, J. Inorg. Chim. Acta 2007, 360 (8), 2583.doi: 10.1016/j.ica.2006.12.048
(25) Cheruzel, L. E.; Cecil, M. R.; Edison, S. E.; Mashuta, M. S.;Baldwin, M. J.; Buchanan, R. M. Inorg. Chem. 2006, 45 (8),3191. doi: 10.1021/ic051280s
(26) Yesilel, O. Z.; Ilker, I.; Büyükgüngör, O. Polyhedron 2009, 28 (14), 3010. doi: 10.1016/j.poly.2009.06.044
(27) Shukla, M.; Srivastava, N.; Saha, S.; Rao, T. R.; Sunkari, S.Polyhedron 2011, 30 (5), 754. doi: 10.1016/j.poly.2010.12.036
(28) Miti?, ?.; Caki?, M.; Nikoli?, G. M.; Nikoli?, R.; Nikoli?, G. S.;Pavlovi?, R.; Santaniello, E. Carbohydr. Res. 2011, 346 (3),434. doi: 10.1016/j.carres.2010.12.011
(29) Ohtsu, H.; Shimazaki, Y.; Odani, A.; Yamauchi, O.; Mori,W.;Itoh, S.; Fukuzumi, S. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122 (24), 5733.doi: 10.1021/ja994050j
(30) Stibrany, R. T.; Fikar, R.; Brader, M.; Potenza, M. N.; Potenza,J. A.; Schugar, H. J. Inorg. Chem. 2002, 41 (20), 5203. doi: 10.1021/ic020156v

[1]	张珹博, 陶晓萍, 蒋文超, 郭俊雪, 张鹏飞, 李灿, 李仁贵. 微波辅助合成促进铬酸铋晶体的光生电荷分离[J]. 物理化学学报, 2024, 40(1): 2303034 - .
[2]	张城城, 吴之怡, 沈家辉, 何乐, 孙威. 硅纳米结构阵列：光热CO₂催化的新兴平台[J]. 物理化学学报, 2024, 40(1): 2304004 - .
[3]	冀连连, 王现鹏, 张莹莹, 申学礼, 薛娣, 王璐, 王滋, 王文冲, 黄丽珍, 迟力峰. 有机-有机界面效应的原位及非原位研究[J]. 物理化学学报, 2024, 40(1): 2304002 - .
[4]	Faizan Muhammad, 赵国琪, 张天旭, 王啸宇, 贺欣, 张立军. 空位有序双钙钛矿A₂BX₆的弹性和热电性质的第一性原理研究[J]. 物理化学学报, 2024, 40(1): 2303004 - .
[5]	王宁, 李一, 崔乾, 孙晓玥, 胡悦, 罗运军, 杜然. 金属气凝胶：可控制备与应用展望[J]. 物理化学学报, 2023, 39(9): 2212014 -0 .
[6]	罗耀武, 王定胜. 单原子催化剂电子结构调控实现高效多相催化[J]. 物理化学学报, 2023, 39(9): 2212020 -0 .
[7]	高凤雨, 刘恒恒, 姚小龙, Sani Zaharaddeen, 唐晓龙, 罗宁, 易红宏, 赵顺征, 于庆君, 周远松. 球形表面富锰Mn_xCo_3−xO_4−ƞ尖晶石型催化剂选择性催化还原NO_x研究[J]. 物理化学学报, 2023, 39(9): 2212003 -0 .
[8]	陈帅, 余创, 罗启悦, 魏超超, 李莉萍, 李广社, 程时杰, 谢佳. 卤化物固态电解质研究进展[J]. 物理化学学报, 2023, 39(8): 2210032 -0 .
[9]	梁秋菊, 常银霞, 梁朝伟, 祝浩雷, 郭子宾, 刘剑刚. 结晶动力学策略在非富勒烯体系太阳能电池形貌调控领域的应用[J]. 物理化学学报, 2023, 39(7): 2212006 -0 .
[10]	周文杰, 景启航, 李家馨, 陈颖芝, 郝国栋, 王鲁宁. 有机光催化剂用于太阳能水分解：分子水平和聚集体水平改性[J]. 物理化学学报, 2023, 39(5): 2211010 -0 .
[11]	唐甜蜜, 王振旅, 管景奇. 调控单位点M-N-C电催化剂的电子结构提升二氧化碳还原性能[J]. 物理化学学报, 2023, 39(4): 2208033 -0 .
[12]	张婧雯, 马华隆, 马军, 胡梅雪, 李启浩, 陈胜, 宁添姝, 葛创新, 刘晰, 肖丽, 庄林, 张熠霄, 陈立桅. 碱性聚合物电解质膜的表面锥形阵列结构提升燃料电池性能[J]. 物理化学学报, 2023, 39(2): 2111037 -0 .
[13]	齐亚娥, 夏永姚. 电解液调控策略提升水系锌离子电池正极材料电化学性能[J]. 物理化学学报, 2023, 39(2): 2205045 -0 .
[14]	王正慜, 洪庆玲, 王晓慧, 黄昊, 陈煜, 李淑妮. 氮掺杂石墨烯气凝胶锚定RuP纳米粒子用于水合肼氧化辅助产氢[J]. 物理化学学报, 2023, 39(12): 2303028 - .
[15]	郑书逸, 吴佳, 王可, 胡梦晨, 文欢, 尹诗斌. 钴掺杂电子调控Ni-Mo-O多孔纳米棒选择性氧化5-羟甲基糠醛耦合制氢[J]. 物理化学学报, 2023, 39(12): 2301032 - .

系列Cu(Ⅱ/Ⅰ)配聚物的合成、结构及光电性能

Syntheses, Structures and Photoelectron Property of a Series of Cu(II/I) Coordination Polymers

PDF

赞

可视化

摘要/Abstract

支持信息

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0