论文总字数：17693字

摘 要

多功能分子基材料具有非常广阔的应用前景，其优良的光电性质，已经被广泛的应用于电化学、分子导体等领域。过渡金属二硫烯配合物作为一种新兴的多功能分子基材料，研究其特有的结构与性质的关系，有着理论和应用的双重积极作用。

本论文从金属钠出发，与DMF溶液进行充分反应，在与氯化锌，氨水以及四丁基溴化铵溶液混合后，最后抽滤得到血红色中间产物[TBA]₂[Zn(dmit)₂]。（TBA是四丁基溴化铵）最后在氨气保护下与三甲基溴锍反应，用溶解于丙酮溶液的碘氧化，合成最终产物[Me₃S][Ni(dmit)₂]。设计实验合成路线合理，产率较高。我们对实验所得二硫烯配合物进行了结构的基本表征如单晶结构、粉末X射线衍射、红外等的测试，并对镍二硫烯配合物的物理性质及电化学性质进行研究，包括热重分析、DSC、介电性质及谱图等。进一步研究过渡金属二硫烯配合物的性质和结构的关系，对二硫烯配合物在介电开关领域的进一步应用有较大意义。

关键词 ：多功能分子基材料 二硫烯配合物 介电性质 电化学性质

Synthesis and electrochemical properties of nickel disulfide complexes

Abstract

Multifunctional molecular-based materials have a very broad application prospect, and their excellent photoelectric properties have been widely used in the fields of electrochemistry and molecular conductors. As a new multifunctional molecular base material, dithiene coordination compound plays an important role both in theory and in application.

In this thesis,Starting from sodium metal, it was fully reacted with DMF solution. After mixing with zinc chloride, ammonia and tetrabylammonium bromide solution, the blood red intermediate (TBA)₂Zn(dmit)₂ was finally extracted.Finally, under the protection of ammonia gas, it reacts with trimethyl bromosulfonium, oxidizes with iodine dissolved in acetone solution, and synthesizes the final product [Me₃S][Ni(dmit)₂].The synthetic route is reasonable and the yield is high. We tested the basic structure characterization of the dithiene complexes obtained in the experiment, such as single crystal structure, powder X-ray diffraction, infrared, etc., and studied the physical and electrochemical properties of the ni-dithiene complexes, including thermogravimetric analysis, DSC, dielectric properties and spectrogram, etc. Further study on the relationship between the properties and structures of transition metal dithiene complexes is of great significance for the further application of dithiene complexes in the field of dielectric switches.

Keywords:Multifunctional molecular base materials,Dithiene complex,Dielectric properties,Electrochemical property

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1二硫烯配合物概述 1

1.2二硫烯配合物的研究进展 2

1.2.1二硫烯配合物的起点 2

1.2.2二硫烯配合物的多功能应用 3

1.2.3二硫烯配合物的合成 3

1.3电化学简介 5

1.3.1电化学起源及发展 5

1.3.2红外光谱技术 5

1.3.3热重分析 6

1.4本论文选题的内容及意义 6

第二章 镍二硫烯配合物的合成与表征 6

2.1实验部分 7

2.1.1原料和试剂 7

2.1.2实验仪器及主要测试方法 7

2.1.3[TBA]₂[Zn(dmit)₂]的合成 8

2.1.4苯酰氯保护 9

2.1.5 [Me₃S][Ni(dmit)₂]的合成 10

2.2 [Me₃S][Ni(dmit)₂]的表征 11

2.2.1 [Me₃S][Ni(dmit)₂]的合成 11

2.2.2 晶体结构解析 11

2.2.3 粉末X-射线衍射（PXRD） 12

2.2.4 红外光谱测试（IR） 12

第三章 镍二硫烯配合物的物理性质及电化学性质研究 14

3.1 热重分析测试(TG) 14

3.2 差示扫描量热法(DSC) 14

3.3 介电性质 15

第四章 结论与展望 19

参考文献 20

致谢 23

绪论

1.1二硫烯配合物概述

自从上世纪60年代以来，基础科学学科得到不断完善，科学技术逐渐趋于成熟，分子基功能性材料在生活中的种类与功能性也在不断提升。过渡金属二硫烯配位化合物作为一种抢手的热门分子基功能性材料已经开始走进人们的视线。二硫烯配合物作为光学材料，磁性材料领域^[3]有很大潜力的新型基石逐渐成为材料学科的热点。我们可以研究已经应用于生产生活的二硫烯配合物，研究它们的结构与性质的相同点与不同点，使我们能够从实验设计上能够对新型二硫烯配合物的合理分析，可以在理论上通过阴阳离子的线性组合得到各种可能存在的过渡二硫烯配合物的结构，然后在实验中检验出各种可能结构的的过渡金属二硫烯配合物是否可以合成出来以及能否作为优良的分子基功能性材料应用到生活中。并对现有的dmit（4,5-二巯基-1,3-二硫杂环戊二烯-2-硫酮）配合物，甚至所有的过渡金属二硫烯配合物进行研究及表征，研究其优良的电化学性质及物理性质，以致将二硫烯配合物的优良性质能与实际生产运用相结合起来。

多硫烯金属配合物作为一种新兴的材料，由于拥有特殊的光、电、磁和光电性质，使这种新兴的多硫烯金属配合物有着特殊的功能和广泛的使用范围。在化学化工以及材料科学中成为了一种受学者追捧的新兴材料。二硫烯过渡金属配合物得益于它优良的电化学性质，被广泛用于构筑分子导体和分子磁体等无机-有机杂化材料^[1]。自1996年郝志峰^[2]等发现NH₄[Ni(mnt)^2-·H2O](mnt^2-为马来二氰基二硫烯)在4.5 K以下表现出铁磁有序以来，以其为基础的杂化材料因其新颖的磁学性质越来越引起人们的关注。

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