低维有机-无机杂化金属卤化物的合成、结构及光学性能研究

低维有机-无机杂化金属卤化物的合成、结构及光学性能研究

论文摘要

有机-无机杂化金属卤化物是通过有机阳离子和无机阴离子自组装形成的一类具有优异光电性能的材料,近年来已经成为了研究的热点。有机-无机杂化金属卤化物提供了将有机和无机特性集成到单一结晶分子级复合材料中的可能性,其在光伏器件、发光二极管、光泵浦激光器等光学领域有着十分广阔的应用前景。与发展良好的具有小斯托克斯位移窄带发射的三维(3D)和二维(2D)金属卤化物相比,对于具有自陷激发态发射的一维(1D)结构和重组激发态发射的零维(0D)结构的研究相对较少。基于以上分析,我们采用溶液挥发法制备了一系列低维的金属卤化物,并对其光学性质进行了研究。具体工作内容如下:(1)合成了无发光的链状化合物(C4NOH10)2BiBr5(1),通过改变溶剂体系得到了低温下具有蓝绿色发光的0D化合物(C4NOH10)3BiBr6·CH3CN(2)。通过更改有机阳离子的种类,合成了在低温下具有蓝色发光的0D化合物[(C6NH14)4BiBr6]Br·CH3CN(3)。通过改变[BiBr6]3-八面体的构型,调整了金属卤化物的带隙结构,对其光学性质进行了调控。(2)合成了具有磷光发射的0D有机卤化镉金属卤化物(C4NOH10)6Cd3Cl12·2H2O(4)和(C4NOH10)2CdBr4(5)。推测其发光机理为:无机部分中存在以激子复合为发光机理的荧光发射,同时存在由有机部分的三线态能级到基态的磷光发射。(3)合成了化合物(C4NOH10)5MnCl9C2H5OH(6)和化合物(C4NOH10)2MnCl4(7)两个0D的有机-无机杂化金属卤化物。在热处理化合物6时,随着乙醇分子的离去其结构转变为化合物7。本论文推测了其结构转变的过程,并表征了其结构转变和热致荧光的过程。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 有机-无机杂化金属卤化物的发展概况及研究热点
  •   1.2 有机-无机杂化金属卤化物单晶的合成
  •     1.2.1 溶液降温法
  •     1.2.2 溶剂挥发法
  •     1.2.3 溶剂扩散法
  •   1.3 有机-无机杂化金属卤化物的结构特征
  •     1.3.1 3D杂化金属卤化物
  •     1.3.2 2D杂化金属卤化物
  •     1.3.3 1D杂化金属卤化物
  •     1.3.4 0D杂化金属卤化物
  •   1.4 有机-无机杂化金属卤化物的的光学性能研究
  •     1.4.1 金属卤化物维数与光学性能
  •     1.4.2 金属卤化物磷光发射研究
  •     1.4.3 金属卤化物的结构转变与光学性能
  •   1.5 本论文的选题意义与研究内容
  •   参考文献
  • 第二章 基于溴化铋金属卤化物的带隙调节致光学性能变化研究..
  •   2.1 引言
  •   2.2 实验部分
  •     2.2.1 试剂与测试仪器
  •     2.2.2 前驱体和化合物1-3 的合成
  •     2.2.3 化合物1-3 的表征
  •   2.3 结果与讨论
  •     2.3.1 化合物1-3 的晶体结构描述
  •     2.3.2 化合物1-3 的光学性能研究
  • 3-八面体的结构和性能研究'>  2.4 基于不同构型的[BiBr6]3-八面体的结构和性能研究
  •   2.5 本章小结
  •   附表
  •   参考文献
  • 第三章 基于卤化镉金属卤化物的合成及磷光性能研究
  •   3.1 引言
  •   3.2 实验部分
  •     3.2.1 实验试剂和测试仪器
  •     3.2.2 化合物4 和化合物5 的合成
  •     3.2.3 化合物4 和化合物5 的表征
  •   3.3 结果与讨论
  •     3.3.1 化合物4 和化合物5 的晶体结构
  •     3.3.2 化合物4 和化合物5 的光学性能研究
  •   3.4 基于卤化镉的有机-无机杂化金属卤化物的磷光性能研究
  •   3.5 本章小结
  •   附表
  •   参考文献
  • 第四章 基于氯化锰金属卤化物的合成及热致结构转变研究
  •   4.1 引言
  •   4.2 实验部分
  •     4.2.1 试剂与测试仪器
  •     4.2.2 化合物6 和化合物7 的合成
  •     4.2.3 化合物6 和化合物7 的表征
  •   4.3 结果与讨论
  •     4.3.1 化合物6 和化合物7 的晶体结构描述
  •     4.3.2 化合物6 和化合物7 的光学性能研究
  •     4.3.3 化合物6 到化合物7 的结构转变
  •   4.4 本章小结
  •   附表
  •   参考文献
  • 全文总结与展望
  • 硕士期间取得的研究成果
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 孙蒙恩

    导师: 徐虹,臧双全

    关键词: 金属卤化物,低维结构,光致发光,结构转变

    来源: 郑州大学

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 化学

    单位: 郑州大学

    分类号: O641.4

    总页数: 88

    文件大小: 7732K

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