二甲基二硫代氨基甲酸与邻菲咯啉稀土配合物的热力学性质研究

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本论文研究的主要内容有以下几个方面:1.在无水乙醇中使低水合稀土氯化物与混合配体二甲基二硫代氨基甲酸钠(NaMe2dtc)和邻菲咯啉(o-phen·H2O)反应,合成了一系列含有Ln-S键的三元稀土配合物。通过元素分析、红外光谱分析、X射线粉末衍射分析和钕、铕配合物的单晶结构分析结果,确定了配合物的结构及组成,以通式Ln(Me2dtc)3(phen)(Ln=La,Pr,Nd,Sm~Lu)表示。实验结果表明,3个二甲基二硫代氨基甲酸根离子各通过2个硫原子与Ln3+离子鳌合双齿配位,1个中性分子phen通过2个N原子与Ln3+离子配位。以TG-DTG对配合物进行了热稳定性研究,结果显示:配合物受热一步分解,热解产物的XRPD实验证实为期望中的稀土硫化物,是镧系硫化物的前驱体。2.通过RD496-Ⅲ型热导式微热量计测定了配合物液相生成反应的恒压反应焓(△rHmθ(l)),并设计合理的热化学循环,计算出了配合物的固相生成反应焓(△rHmθ(s))。就其相关化学过程进行了动力学研究,为进一步研究比较此类配合物前三个系列的生成反应的实质和应用提供了热力学依据。实验结果显示,配合物的液相合成反应的焓变值均为负数,有利于反应的进行,为该类配合物的易于合成提供了热力学依据;相比与循环中配合物的固相合成反应的焓变值均为正数,不利于反应的进行的实验结论则体现了“改变反应途径,降低反应所需能量”的制备思想。配合物合成反应的热动力学研究结果表明,所有反应的活化能E值接近于63kJ·mol-1快速反应的活化能值,为配合物的快速生成提供了热动力学支持。△Gθ值并无很明显的大小之分,可以推测在此类反应中,起主要作用的是荒酸根。3.采用双标准物质法以微量热法测定了配合物在25℃下的比热容。4.以上述配合物的液相生成反应焓、固相生成反应焓、常温下的比热容等相关热化学数据,对稀土的原子序数作图,呈现统一的“三分组”效应。
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