鎘硫屬元素簇電荷轉移化合物的合成及性質研究.pdf

1、具有半導體性質的納米CdS/CdSe材料因其在光電，電學，生物和催化等領域的潛在應用而受到科學家們的廣泛關注，在利用CdS或CdSe量子點制備太陽能電池、光化學傳感器和生物傳感器方面取得了很大進展。現(xiàn)在該領域研究的重點之一是將納米CdS/CdSe材料和具有各種功能的有機及無機材料進行組合，拓展納米CdS/CdSe材料的應用范圍，從微觀結構層次研究CdS/CdSe量子點材料的能級及性質。其難點就是要合成粒度分布均一的的量子點。CdS/Cd

2、Se簇合物因有明確的尺度和組成以及空間排列的信息，可以作為納米CdS/CdSe材料的模型進行研究，因而具有重要的理論和實際意義。
　　本論文通過溶劑揮發(fā)和溶劑熱方法合成多種具有陰陽離子對的功能鎘硫簇合物，研究這些功能簇合物在熒光光譜，紫外可見光譜，以及電化學實驗和光電流響應等方面的性質。主要研究內容和結果如下：
　　(1)使用溶劑揮發(fā)法合成了陰陽離子對化合物，陽離子為M(Phen)32+(M=Ru， Fe和Ni)，陰離子為鎘

3、硫T2簇合物(化合物1–3)，采用單晶衍射儀分析其結構。討論了這些化合物各種狀態(tài)下陰陽離子之間的相互作用包括了π…π堆積作用和C-H…π相互作用以及電荷轉移性質。通過光譜實驗和理論計算表征了Ru–Phen與Cd–SPh簇組成的陰陽離子之間的電荷轉移現(xiàn)象(ACCT)。由于電荷轉移作用，使Ru(Phen)32+的熒光發(fā)射強度在加入陰離子Cd-SPh簇時發(fā)生增強的效果，并解釋了熒光增強的產生機理。
　　(2)通過溶劑熱法合成了六個陽離子

4、為功能金屬配合物[Ru(Phen/Bpy)3]2+的鎘硫C2(Cd32)簇和C1(Cd17)簇，CdQ(Q=S, Se)(化合物4–9)，硫源和硒源分別為硫脲和硒脲。在較低溫度下合成0D的 C1–CdSeSRuBpy(7), C1-CdSeSRuPhen(8),和C1–CdSSRuBpy(9)，而在較高的溫度合成了3D開框架結構的大簇C2–CdSeSRuBpy(4), C2–CdSeSRuPhen(5),和 C2–CdSSRuPhen(

5、6)。，其中化合物4和5是首次得到具有殼核結構的納米CdS/CdSe簇。熒光發(fā)射光譜研究發(fā)現(xiàn)由于[Ru(Phen/Bpy)3]2+和陰離子 CdQ簇之間的相互作用使得其熒光發(fā)射波長發(fā)生紅移和強度增強現(xiàn)象。對化合物4–9在ITO導電玻璃上的光電流響應研究表明：(1)3–D C2簇產生的光電流比0–D C1簇大，(2)含有硒的鎘硫簇產生的光電流比只含有硫的鎘硫簇的大，(3)在鎘硒硫簇光電流實驗中發(fā)現(xiàn)了明顯的暗電流。
　　(3)用溶劑熱