含硫联吡啶-碘化亚铜配合物的合成及还原二氧化碳的性质研究

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近年来,人们对于具有良好发光性质的d10电子构型的过渡金属配合物进行了大量的研究。由于铜的含量丰富且容易获取等诸多特点,Cu(I)配合物被作为新兴的替代贵金属配合物的发光材料而引起广泛关注。研究表明,Cu(I)配合物不仅具有优良的发光性质,而且近年来亦发现Cu(I)配合物可以用于温室效应气体CO2的还原及固定。因此,合成具有特定功能的配合物已经成为近些年的研究热点。本文以CuI为金属源与三种不同的带有硫醚官能团的联吡啶配体5,5’-二((对甲苯硫基)甲基)-2,2’-联吡啶(L1)、5,5’-二((苄硫基)甲基)-2,2’-联吡啶(L2)及6,6’-二((对甲苯硫基)甲基)-2,2’-联吡啶(L3)反应,成功制备了三种新型的配位聚合物:Cu2I2(L1)(1)、Cu12I12(L2)4·(H2O)4(2)、Cu2I2(L3)(3)。配合物1、2为一维配位网络结构,配合物3为零维四核结构。X-射线单晶衍射表明配合物1和3具有阶梯立方烷Cu4I4核心单元,配合物1中一个Cu(I)离子与配体L1分子上的两个氮原子以及两个碘离子配位,另外一个Cu(I)离子与三个碘离子以及配体上的硫原子配位,四个Cu(I)离子通过碘离子桥接形成阶梯式立方烷Cu4I4单元,这些结构单元进一步通过Cu-S相互作用连接生成一维链结构。在配合物2的不对称单元中,四个配体L2分子可分为两组,每组中的两个配体通过Cu-S相互作用被两个Cu2I3单元连接,并通过Cu-N键被Cu2(μ-H2O)2连接形成一个四边形。两个四边形是平行的,并且两个四边形中的两个Cu2(μ-H2O)2单元通过Cu-O弱相互作用连接在一起,形成了Cu4(H2O)4结构单元。这些非对称单元通过阶梯式Cu4I4核心单元连接以形成一维配位聚合物。有趣的是,配合物2具有很高的反应活性,可将二氧化碳还原成草酸根而形成配合物Cu2I2(L2)2(μ-C2O4)(4)。在配合物4中,草酸根以桥联方式将两个单核Cu(II)配位单元连接形成双核配合物。由于配合物1和3没有该性质,因此配合物2具有水分子参与配位的Cu4(H2O)4核心单元可能在还原二氧化碳中起到了作用。初步探讨了这些配合物的光学性质,研究了它们的固体荧光光谱。荧光光谱分析显示,配合物1和3显示荧光,其荧光光谱带分别在616 nm和626 nm,其荧光光谱带均来源于CuI配合物经典的立方烷构型Cu4I4簇中心激发态。配合物2在荧光光谱中没有显示荧光,可能是由于水分子参与配位导致了荧光淬灭。
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