以四牙基有機胺合成之複合鋅磷酸鹽晶體結構探討與性質研究

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研究生：	陳佑全
論文名稱：	以四牙基有機胺合成之複合鋅磷酸鹽晶體結構探討與性質研究 Crystal Structures and Characterization of Hybrid Zinc Phosphates Synthesized From Tetradentate Amine
指導教授：	王素蘭
口試委員:	林嘉和黃暄益李光華
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 化學系 Department of Chemistry
論文出版年：	2013
畢業學年度：	101
語文別：	中文
論文頁數：	199
中文關鍵詞：	磷酸鹽、孔洞材料、光致發光、複合材料
外文關鍵詞：	OMPO
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本論文主要利用具有螢光性質的特殊四牙基有機胺TPB (1,2,4,5-tetra(4-pyridyl)benzene) 作為結構中功能性組成，並以中溫中壓水熱合成法，得到一系列具功能性有機－無機複合的金屬磷酸鹽化合物，並探討其結構組成與潛在應用性。所有化合物先以單晶X光繞射進行結構解析，定出組成，再進行與結構相關之性質量測。在此研究中所得到的化合物，依照TPB所扮演的角色，分為A與B兩個系列：
A系列具有兩個新穎的化合物：[Zn4(H2PO4)2(HPO4)4(TPB)3]•2H2O (A1)與 [Zn8(H2PO4)4(HPO4)4(PO4)2(H2TPB)(TPB)(H2O)2] (A2)。這些化合物不具有任何有機模板、僅以四牙基有機胺TPB為配位基連結不同維度（零維與二維）的無機建構單元，形成新穎的三維有機無機複合骨架結構，且含結晶水的A1具特殊的光學性質：在常溫時以波長380 nm激發，A1放出565 nm的黃光，當加熱時結晶水離去會導致結構中氫鍵作用力的改變，使放光的能階改變，導致A1有著27 nm的藍位移。
B系列具有三個新穎的化合物：(H4TPB)[Zn(HPO4)(HBTC)2]•2H2O (B1)、(H4TPB)0.5[Zn(HPO4)(HBTC)]•H2O (B2) 與 (H4TPB)0.5[Zn(HPO4)(HBTC)]•H2O (B3)。有別A系列僅以四牙基TPB連結不同維度無機部分組成三維結構，B系列化合物以相同的官能基連接相同的無機團簇來組成零維、一維與二維結構。另外，相對於A系列中TPB分子保持中性、不帶有電荷，在B系列中的TPB全數質子化，成為帶有正電荷的H4TPB4+ 模板，引導有機羧酸BTC連結相同的零維無機團簇 [Zn(HPO4)]，組成不同維度的新穎有機無機複合的骨架結構。
總結以上兩個研究系統，我們得到新穎且具特殊性的複合性金屬磷酸鹽，而這種探討配位官能基與無機建構單元的關聯是在文獻中鮮少被發表的。至此，利用相同官能基連結相同與不同的無機建構單元的有機複合金屬磷酸鹽系統已趨於完善。此外，化合物B3具有良好的光致發光性質：以350 nm波長激發，放出395 nm附近的藍光，且其量子產率高達42.5 %。這些新穎的化合物提供了結構與功能性上的突破創新，期望未來能再開拓出更多應用性。

目錄

第一章 序論
    
1-1簡介    1-1 
1-2 論文研究目標與成果    1-13
1-3 合成方法    1-15
1-3-1 水熱合成法    1-15
1-3-2 藥品一覽表    1-20
1-4 鑑定方法    1-22
1-4-1 單晶X光繞射與結構分析    1-23
1-4-2 粉末X光繞射分析    1-27
1-4-3 元素分析    1-28
1-4-4 熱重分析    1-28
1-4-5 紫外-可見光吸收光譜    1-28
1-4-6 螢光光譜儀    1-29
1-5 研究成果摘要    1-32
1-6 參考文獻    1-34



    
第二章 以四牙基有機胺合成具特殊光學性質之三維鋅磷酸鹽結構與性質研究
    

2-1 簡介    2-1
2-2實驗合成方法    2-8
2-3化合物的鑑定與分析    2-11
2-3-1 單晶X光繞射 (SXRD) 與結構解析    2-11
2-3-2 粉末X光繞射分析 (PXRD)    2-14
2-3-3 元素分析 (EA)    2-15
2-3-4 熱分析    2-16

2-4 化合物結構描述與光學性質描述    2-20
2-4-1 結構描述    2-20
2-4-2 光學性質    2-27
2-5 結果與討論    2-32
2-5-1 結構描述    2-32
2-5-2 光學性質討論    2-40
2-6 結論    2-50
2-7 參考文獻    2-51
    
第三章 以四牙基有機胺與芳香酸連結相同無機團簇合成不同維度骨架之鋅磷酸鹽結構與性質研究

3-1 簡介    3-1
3-2實驗合成方法    3-6
3-3化合物鑑定與分析    3-8
3-3-1 單晶X光繞射 (SXRD) 與結構解析    3-8
3-3-2 粉末X光繞射分析 (PXRD)粉末繞射分析    3-11
3-3-3 元素分析 (EA)    3-13
3-3-4 熱穩定分析    3-14
3-4化合物結構描述與光學性質    3-19
3-4-1 結構描述    3-19
3-4-2 光學性質    3-28
3-5 結果與討論    3-31
3-5-1 合成與結構討論    3-31
3-5-2 光學性質討論    3-37
3-6 結論    3-40
3-7 參考文獻    3-42
第四章 總結    4-1
    
附錄一. A-B系列晶體數據列表    
附錄二. A-B系列元素分析報告    

                                

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