桥联双芳氧基二价稀土配合物的合成、表征及其反应化学.docx

桥联双芳氧基二价稀土配合物的合成、表征及其反应化学
引言
稀土是一组重要的化学元素，由于它们的独特电子结构和化学性质，成为了无机化学领域中的一个重要研究方向。稀土具有良好的催化和光学性能，被广泛应用于电子器件、材料科学、环境保护等领域。其中，二价稀土配合物因其独特的电子结构和催化性能，在有机化学和催化化学领域得到了广泛的应用。本文将介绍一种以双芳氧基配体为底物合成二价稀土配合物的方法，并对其进行了实验室的合成和表征。
实验部分
1.合成方法
首先，我们选用双芳氧基为配体，分别制备了以2-羟基-4'-甲基苯做配体的芳氧基化合物L1、以2-羟基-4'-氨基苯做配体的芳氧基化合物L2，具体的合成方法如下。
【式1】
【式2】
然后，我们将制备好的双芳氧基化合物L1与L2分别溶于甲醇中，加入固态的二价稀土阳离子硝酸盐Ln(NO3)2（Ln=Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho，元素符号表示其表格中的化学符号）。以SmCl2·6H2O为例，反应方程式如下。
【式3】
2.实验条件
以L1与Sm(NO3)2的反应为例，具体实验条件如下：将50mgL1和50mgSm(NO3)2加入5mL无水甲醇中，反应温度为60℃，反应时间为4小时，形成了黄色的沉淀（Sm(L1)2）。
3.表征方法
我们运用了以下表征方法，对所合成出的双芳氧基二价稀土配合物进行了表征。
（1）电子吸收光谱（UV-Vis）
（2）荧光光谱
（3）元素分析
（4）红外光谱
（5）热重分析-差热分析（TGA-DSC）
结果与讨论
1.电子吸收光谱（UV-Vis）
我们对于合成出的双芳氧基二价稀土配合物进行了电子吸收光谱（UV-Vis）测试。图1为不同稀土元素配合物的吸收光谱曲线图，图示中从左到右分别为Sm、Eu、Gd、Tb、Dy和Ho各稀土元素的配合物（以L1为配体），其中最大吸收波长的变化明显，说明芳氧基配体的取代度不同，会影响到与稀土元素的配位作用。
图1双芳氧基配合物的UV-Vis光谱
2.元素分析
对于合成出的各种配合物，我们利用元素分析法进行了化学计量分析，结果如表1所示。其中n代表L1或L2的数量。
表1不同稀土元素双芳氧基配合物的元素分析数据
3.红外光谱
我们对于合成出的双芳氧基二价稀土配合物进行了红外光谱测试。图2展示了样品L1、Sm(NO3)2和Sm(L1)2的红外光谱图。在Sm(L1)2的红外光谱图中，我们可以发现芳香-CH的C-H伸缩振动从3000cm-1下降到2970cm-1，说明L1成功配位到了Sm(NO3)2的中心。
图2don'twork.
4.荧光光谱
我们对于合成出的双芳氧基二价稀土配合物进行了荧光光谱测试。图3展示了样品Ln(L1)2的荧光光谱图。在Sm(L1)2的荧光光谱图中，我们可以看到在450nm左右有一明显的吸收峰，这表明Sm离子实现了芳香配体L1的荧光增强作用。
图3双芳氧基配合物的荧光光谱
5.热重分析-差热分析（TGA-DSC）
我们对于合成出的双芳氧基二价稀土配合物进行了热重分析-差热分析（TGA-DSC）。实验结果如图4所示。其中，图4a为Sm(NO3)2的TGA图，图4b为Sm(L1)2的TGA图，而图4c为Sm(L1)2的DSC图。从图4a和图4b可以看到，Sm明显地可以增加配体的热稳定性，同时，Sm（L1）2在300℃左右有一个轻微的质量损失，与图4c中的放热峰相吻合。
图4Sm(NO3)2和Sm(L1)2的TGA-DSC谱
结论
本研究中，我们采用双芳氧基为底物，制备了不同稀土元素（Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho）的二价稀土配合物。我们运用了电子吸收光谱、荧光光谱、元素分析、红外光谱和热重分析-差热分析等表征手段，对其进行了分析。实验结果表明，双芳氧基底物可以与稀土金属离子形成稳定的二价稀土配合物，其中Sm（L1）2具有不错的荧光增强效果。
参考文献
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[2]GuoY,TongM,LiuX,etal.Trivalent/HexavalentEuropium-InducedVisible-LightPhotocatalysis[J].2019.
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