双核钴簇合物(C6H5C2R)Co2(CO)6的合成

羰基钴簇合物Co₂(CO)₈可用于有机合成的催化剂。但Co₂(CO)₈本身不稳定,易被氧化。因此,研究不向CO₂簇合物的稳定性及其催化性能具有一定的意义。     

钴电极在碱性溶液中氧化还原反应的现场共聚焦显微喇曼光谱研究

采用现场共聚焦显微喇曼光谱研究钴电极在碱性溶液中的氧化还原行为和生成物的喇曼光谱特征.研究结果表明:电位正向扫描时,在-0.64V左右Co氧化生成Co(OH)₂和CoO,随着电位正移逐步生成Co₃O₄,在正电位区电极表面层主要是Co₃O₄、CoOOH和CoO₂等;电位负向扫描时,电极表面上的高价含氧化合物相继还原为Co₃O₄和Co(OH)₂,并最终还原为Co.由不同电位下的生成物的喇曼光谱可以看出:电极表面上的氧化还原反应是随电位变化而逐步进行的连续化反应过程,并主要形成复合含氧化合物.     

四核钴羰基簇合物的合成和晶体结构

用Co₂(CO)₈与有机杂环二硫代次膦酸盐SP(C₆H₄OR)(S)N(C₆H₅)NC(Me)(R=Me,Et)反应,得到两类4个含S,P桥基配体的四核钴羰基簇合物Co₄(CO)₁₀(μ₄-S)[μ₄-P(C₆H₄OR)](1:R=Me;3:R=Et)和Co₄(CO)₁₀(μ₃-S)[μ₂-P(C₆H₄OR)N(C₆H₅)NC(Me)](2:R=Me,4:R=Et).在反应中,前配体中的PS键以及C-S,P-S,P-N键劈开,产生的分子片与金属钴原子配位,组建成新的羰基钴簇.对这4个簇合物进行了元素分析,IR,¹HNMR和MS谱学表征,并测定了簇合物4的晶体结构,该晶体属单斜晶系,P2₁/c空间群,晶胞参数a=1.9065(4)nm,b=1.0081(2)nm,c=1.6663(3)nm,β=97.36(3)°,V=3.1704(11)nm₃,Z=4,D_c=1.743g/cm³.Co1Co3Co4呈三角形分布,其中Co-Co平均键长为0.251nm,而Co₂在该三角平面的一侧,Co2-Co3键为0.269nm.该簇合物分子骨架为三角钉型结构,每个Co原子的立体几何均为变形八面体,但配位环境各不相同.     

新型苯并咪唑类配体配合物的合成及其性能

以苯并咪唑（HL¹）和3,6 二氯哒嗪在钠催化下反应制得配体3-氯-6-(苯并咪唑-1-基)哒嗪(L²）;采用溶液法和水热法,L¹分别与含有银、铜过渡金属盐反应合成了3种新的有机金属苯并咪唑配合物［AgL¹］_n(1),［Cu₄(HL¹)₄(O)(Cl)₆］(2)和{［Cu(HL¹)₂］·SiF₆}(3);采用溶液法,L²与Zn(NO₃)₂·6H₂O经配位反应合成了配合物{［Zn(L²)₃(NO₃)］NO₃}(4),其结构经IR,元素分析和X-射线单晶衍射表征。结果表明：1通过苯并咪唑桥连形成一维链状结构,2由苯并咪唑和氯离子桥接形成四核结构,3和4均显示一个单核结构,3的金属中心原子采用二配位构型,4的金属中心原子采用四配位构型。此外,研究了配体HL¹与1,及配体L²与4的荧光性能。结果表明：与HL¹相比,1的最大发射波长发生了红移;而4相对于配体L²其最大发射峰发生明显蓝移。     

一种新型结构的七核钴原子羰基簇合物的合成与结构研究

C₂H₅SPCl₂与Co₂(CO)₈反应的产物经柱层析分离得3条带,第一条为深棕色,经IR谱、¹HNMR、谱、元素分析、X光单晶结构分析,确定该带产物为七核钴原子簇CO₇(μ₇-S)(μ₄-PSC₂H₅)(μ-SC₂H₅)₂(μ-CO)₂(CO)₁₂,是八面体骨架Co₄PS和四面体骨架Co₃S结合的松散原子簇合物。     

吡啶盐/咪唑盐调控钴萘基二膦酸配位聚合物的结构和性质

通过引入质子化的1,3-二(4-吡啶基)丙烷(1,3-dppH₂²⁺)和双(咪唑-1-甲基)苯(1,4-bixH₂²⁺)作为阳离子模板,采用水热反应,得到3种基于1,4-萘二膦酸(1,4-ndpaH₄)配体的钴萘二膦酸配位聚合物：(1,3-dppH₂)₂[Co₄(1,4-ndpa)(1,4-ndpaH)₂(1,4-ndpaH₂)]·6H₂O (1)、(1,4-bixH₂)_0.5[Co(1,4-ndpaH)](2)和(1,4-bixH₂)_0.5[Co₂(1,4-ndpaH)(1,4-ndpaH₂)(H₂O)₂](3)。对配合物1～3分别进行了元素分析、红外光谱、单晶X射线衍射、...     

钴原子簇化合物研究(Ⅳ)——含桥基杂环硫代酰胺基和杂环卡宾的三核钴羰基硫簇合物的合成及表征

用Co₂(CO)₃和杂环硫代酰胺SCXCH₂CH₂NH(X=NH,S,O)反应,得到两类6个新的可能具有手征性的三核钴羰基硫簇合物Co₃(CO)₇(μ₃-S)(μ-SCXCH₂CH₂N)(Ⅰ)和Co₃(CO))₆(μ₃-S)(:CXCH₂CH₂NH)(μ-SCXCH₂N)(Ⅱ).Ⅰ和Ⅱ的分子骨架Co₃S为四面体结构,其中SCXCH₂CH₂NH是通过S、N与2个Co键合的3e桥基配体,而:CXCH₂CH₂NH为2e杂环卡宾配体,对6个簇合物进行了表征,并对反应条件做了初步研究。     

Co3O4/CeO2的氧化还原性能及反应条件对其CO氧化活性的影响

采用沉淀氧化法制备了Co₃O₄/CeO₂催化剂。运用XRD、BET和TPR表征手段,考察了不同钴铈比及焙烧温度对钴铈复合氧化物物理及化学性能的影响,并分别在干、湿条件下进行了一氧化碳氧化反应研究。结果表明,与纯的Co₃O₄相比,在不同比例的Co₃O₄/CeO₂均经723 K焙烧的各种催化剂中,钴铈原子比为9∶1的复合氧化物粒径较小,比表面积较大,说明适当比例铈的添加能使Co₃O₄具有较小的粒径。此氧化物经538 K温度焙烧制得的钴铈比为9∶1的复合氧化物中Co₃O₄平均粒径为7.2 nm, BET比表面积为167.6 m²/g。经TPR考察发现其具有最优的氧化还原性能。     

基于磺酰基杯[4]芳烃的Co16笼簇的合成、结构及电化学性质

以氯化钴、 对叔丁基磺酰杯[4]芳烃(H₄TC4A-SO₂)和非对称性3-(1H-四唑-5-基)苯甲酸(H₂L)为原料, 通过溶剂热法合成了一个具有四面体配位笼结构的16核化合物[Co₁₆(TC4A-SO₂)₄(OH)₄(L)₈]·[(C₈H₂₀N)(C₄H₁₂N)₂(C₂H₈N)]·solvent(Co₁₆-TC4A-SO₂). 采用X射线单晶衍射、 X射线粉末衍射、 热重分析、 红外光谱方法对配合物进行了表征. 将Co₁₆-TC4A-SO₂笼簇直接负载到碳纸上(Co₁₆-TC4A-SO₂/CP)用作工作电极, 其对析氧反应(OER)展现出较好的催化性能. 在1 mol/L KOH中, Co₁₆-TC4A-SO₂/CP在343.8 mV的过电位下达到10.0 mA/cm ²电流密度, Tafel斜率为79.31 mV/dec, 并且在20.0 mA/cm ²电流密度下表现出长达48 h的催化稳定性.     

氧原子转移试剂促进的异核金属簇合物催化烯烃氢化和异构化反应

氧原子转移试剂(OTR)Me₃NO·2H₂O和PhIO可明显地促进异核金属羰基簇合物SRuCO₂(CO)₉和SeRuCO₂(CO)₉对1-己烯的配位催化氢化和异构化反应. 催化剂的四面体簇核骨架在催化过程中保持不变. 其反应是一种缔合机理,通过OTR的作用经缔合和解离1分子配位羰基,形成配位不饱和簇核骨架,从而促进其对烯烃的催化氢化和异构化反应. 在甲醇溶液中,SRuCO₂(CO)₉催化1-乙烯氢化最佳条件为红压5. 0～6. 0MPa,温度60℃,[1-乙烯]/[SRuCO₂·(CO)₉]为200/1(摩尔比),[Me₃NO·2H₂O]/[SRuCO₂(CO)₉]=4～5(摩尔比).     

Co3(HCOO)6@rGO 作为锂离子电池负极材料的研究

MOFs材料作为一类新型的锂离子电池电极材料而受到广泛关注和研究. 作者通过溶液扩散法将Co₃(HCOO)₆原位负载在 rGO（还原氧化石墨烯）上制备出Co₃(HCOO)₆@rGO复合材料. 将Co₃(HCOO)₆@rGO作为锂离子电池负极材料,以500 mA·g^-1的电流密度恒电流充放电循环 100 周后,仍然保持有 926 mAh·g^-1 的比容量,亦表现出很好的倍率性能. 循环伏安和X-射线光电子能谱测试表明,Co₃(HCOO)₆@rGO材料上的Co²⁺和甲酸根在充放电过程中均发生可逆的电化学反应. 对比同样采用溶液扩散法合成的 Co₃(HCOO)₆ 的测试结果发现,rGO起到活化甲酸根的电化学反应的作用,同时也改善了Co₃(HCOO)₆的倍率性能. 将MOFs材料与rGO复合为优化 MOFs 材料的电池性能提供了一个新思路.     

新型双四面体过渡金属簇合物的合成与表征

利用Co₂(CO)₈与[Cl₃CC(O)OCH₂]₂的反应合成了以C(O)OCH₂CH₂OC(O)桥联两个Co₃C四面体骨架为特征的新型双四面体簇合物[(CO)₉Co₃(μ₃-C)C(O)OCH₂]₂(1);1与不同物质的量比的Na[M(CO)₃C₅H₄R](M=Mo,W;R=H,C(O)Me)反应,得到一步交换的产物(CO)₉Co₃(μ₃-C)C(O)OCH₂CH₂OC(O)(μ₃-C)Co₂M(CO)₈(C₅H₄R)[M=Mo,R=H(2);M=Mo,R=C(O)Me(3);M=W,R=H(4);M=W,R=C(O)Me(5)]或两步交换的产物[(C₅H₄R)(CO)₈Co₂M(μ₃-C)C(O)OCH₂]₂[M=Mo,R=H(6);M=Mo,R=C(O)Me(7);M=W,R=H(8);M=W,R=C(O)Me(9)].5或9分别与Na[Mo(CO)₃C₅H₅]以12的物质的量比反应得到含一个手性四面体骨架(CoMoWC)的(C₅H₅)(CO)₈Co₂Mo(μ₃-C)C(O)OCH₂CH₂O·C(O)(μ₃-C)CoMoW(CO)₇(C₅H₄C(O)Me)(C₅H₅)(10)或含两个手性四面体骨架(CoMoWC)的[(C₅H₅)(C₅H₄C(O)Me)(CO)₇CoMoW(μ₃-C)C(O)OCH₂]₂(11);对化合物1_11进行了CH元素分析、IR和¹HNMR等表征.结果表明,在金属交换反应中处于不同簇环境下的Co(CO)₃基团反应活性不同.对化合物1进行了晶体X射线衍射分析.化合物1的晶体属单斜晶系,P2₁/n(#14)空间群,晶胞参数a=0.933 0(2)nm,b=1.519 7(4)nm,c=1.178 3(4)nm,=91.16(2)°,Z=2,F(000)=972.分子结构呈中心对称.     

基于偶氮桥连的新型双铁羰基配合物:Fe2(N2C5H10)(CO)6-x (PR3)x的合成及衍生

具有五元环结构的偶氮化合物4,4-二甲基-4,5-二氢-3H-吡咯（N₂C₅H₁₀）,与Fe₃（CO）₁₂在甲苯中加热回流反应,生成双铁六羰基配合物Fe₂（N₂C₅H₁₀）（CO）₆（1）.反应中N=N双键被还原,配体以（N₂C₅H₁₀）^2-的形式与Fe^IFe^I配位,形成具有蝶形结构的34e^-化合物.研究了在脱羰基试剂Me₃NO存在条件下,1和单齿膦配体PR₃反应生成Fe₂（N₂C₅H₁₀）-（CO）₅（PR₃）（PR₃=PPh₃,2a;PCy₃,2b）单取代配合物.光照条件下,化合物1中的CO配体还可以被双齿膦配体dppe[dppe=1,2-C₂H₄（PPh₂）₂]和dppbz[dppbz=1,2-C₆H₄（PPh₂）₂]取代,生成产物的类型和膦配体的夹角相关.与夹角较大的dppe反应,生成桥连产物Fe₂（N₂C₅H₁₀）（CO）₄（μ-dppe）（3a）;而与刚性较大的dppbz反应时,Fe₂（NR）₂的蝶形结构打开呈四元环;其中一个Fe上的CO被取代,dppbz与该Fe中心螯合,生成具有桥连CO的化合物Fe₂（N₂C₅H₁₀）（μ-CO）（CO）₄（κ²-dppbz）（3b）.合成具有Fe^I-CO-Fe^I结构的羰基化合物,一直是模拟[FeFe]氢化酶活性中心还原态结构Fe₂（SR）₂（μ-CO）-（CO）_5-xL_x的重要挑战.该类Fe₂（NR）₂（CO）_6-x（PR₃）_x化合物的合成,能为探索模拟[FeFe]氢化酶活性中心结构提供新的途径和思路.以上化合物均通过核磁[³¹P（¹H）NMR]、红外光谱（IR）、元素分析及X射线单晶结构衍射等表征.     

Co/ZrO2催化剂的结构及TPR性能研究

采用XRD和TPR技术研究了CoZrO体系催化剂的物相结构及还原性能,并以CO氧化反应为探针考察了催化剂的氧化活性.结果表明,钴的存在会阻止tZrO₂→混合相→mZrO₂的转变和ZrO₂颗粒的增长;高温焙烧后,部分钴氧化物与载体ZrO₂形成固溶体.Co/ZrO₂催化剂中的钴以Co₃O₄的形式存在,钴锆之间的相互作用有利于钴的分散.随着Co负载量增加,催化剂的CO氧化活性提高.     

含钼(钨)锡键的四元金属有机杂环化合物的合成与反应研究

通过三苯基锡基-双(3,5-二甲基吡唑)甲烷与羰基钼的反应合成了钼锡键合的四元金属杂环化合物CH(3,5- Me₂Pz)₂Mo(CO)₃SnPh₃ (Pz＝1-吡唑基). 当用叔丁基异腈处理该化合物及其钨类似物时, 伴随着有机锡结构单元的丢失, 金属钼(钨)上发生还原消除并分解得到化合物CH₂(3,5-Me₂Pz)₂M(CO)₃(CNBu-t) (M为Mo或W). 另外, 该化合物与三苯基膦或亚磷酸甲酯及异丙酯反应时, 只发生羰基取代反应得到化合物CH(3,5-Me₂Pz)₂Mo(CO)₂(PR₃)SnPh₃ (R为苯基、甲氧基及异丙氧基). 而用亚磷酸苯酯与之反应, 除得到羰基取代产物外, 还伴随着P-O/C键的交换, 得到金属钼上还原消除的产物(PhO)₂PCH(3,5-Me₂Pz)₂Mo(CO)₃.     

新型含氮配体钴配合物的水热合成、晶体结构及荧光性质

以4,5-二羟基苯-1,3-二磺酸钠（Na₂H₂L）和4,4′-bipy为原料,采用水热法与Co(NO₃)₂反应合成了新的含氮配体钴配合物[Co(4,4′-bipy)(H₂O)₄]·H₂L·2H₂O（1）（H₂L^2-=4,5-二羟基苯-1,3-二磺酸根离子,4,4′-bipy=4,4′-联吡啶）,其结构和组成经X-射线单晶衍射、红外光谱、元素分析和热重分析表征。晶体结构解析表明：钴离子与4,4′-bipy和水分子配位,形成扭曲的八面体配位构型。H₂L^2-配体没有配位,仅起平衡电荷作用。在结构单元中,[Co(4,4′-bipy)(H₂O)₄]²⁺, H₂L^2-和自由水分子之间通过氢键相连。配合物的荧光发射峰与配体相比发生了蓝移,最大发射峰位于357 nm。     

四磺酸酞菁钴-DDAB表面活性剂薄膜电极的电化学与电化学催化研究

四磺酸酞菁钴配合物阴离子(CoPcTS_4-)在水溶液中可借助离子交换进入阳离子表面活性剂双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)薄膜,从而形成CoPcTS_4-DDAB薄膜电极.循环伏安法表明,该薄膜电极在pH7.0的空白缓冲溶液中十分稳定,有两对准可逆的还原氧化峰,其中第一对峰的E_pc1=-0.28V,E_pa1=-0.18V(vs.SCE),为中心离子Co(II)Co(I)的还原氧化峰;第二对峰的E_pc2=-1.30V,E_pa2=-1.18V,为酞菁环的还原氧化峰.应用循环伏安法估计了该薄膜体系的电荷传递扩散系数D_ct和表观非均相电极反应速率常数k^o'.CoPcTS_4-DDAB薄膜电极可用于对三氯乙酸(TCA)的电化学催化还原.催化电流与TCA浓度在4×10^-5～1×10^-3molL范围内成线性关系.     

新型桥联双四面体簇合物的合成与表征

利用(μ₃-CCO₂Et)Co₃(CO)₉与单阴离子试剂[Mo(CO)₃(η⁵-C₅H₄R)]-[R=H,C(O)Me]的反应合成了2个新的含CCo₂Mo骨架的簇合物(μ₃-CCO₂Et)Co₂Mo(CO)₈(η⁵-C₅H₄R)[R=H(1);R=C(O)Me(2)],进而用其与双阴离子试剂{-M(CO)₃[η⁵-C₅H₄C(O)]}₂-1,4-C₆H₄[M=Mo,W]反应合成了4个双四面体簇合物{(μ₃-CCO₂Et)CoMoM(CO)₇(η⁵-C₅H₄R)[η⁵-C₅H₄C(O)]}₂-1,4-C₆H₄[M=Mo,R=H(3);M=Mo,R=C(O)Me(4);M=W,R=H(5);M=W,R=C(O)Me(6)].这6个化合物的C和H元素分析,IR,¹HNMR等表征都与其结构一致.晶体X射线衍射分析表明,化合物2属单斜晶系,C₂/c空间群,晶胞参数a=1.1264(3)nm,b=1.1879(3)nm,c=3.3565(10)nm,β=93.320(5)°,V=4.484(2)nm₃,Z=8,D_c=1.867g·cm^-3,F(000)=2480,R=0.0369,wR=0.1150.     

层状钴有机膦酸化合物的合成以及变磁行为

从配体C₆H₅CH₂N(CH₂PO₃H₂)₂ (H₄L)出发, 在水热条件下得到了两个层状结构化合物Co₂(L)(H₂O)₂·0.3H₂O (1)和Co₂(L)(H₂O) (2). 在这两个化合物的层结构中分别存在“之”字型和“蝴蝶”型的{Co₄O₆}四核簇结构单元, 相邻四核通过O-P-O桥连形成二维无机层状结构, 有机基团位于层与层之间. 磁性测试表明, 化合物1中存在反铁磁耦合, 并且在低温下表现出场致变磁行为; 我们还对化合物1的脱水样品(1-de)进行了磁性测试, 测试结果表明化合物1-de存在自旋翻转现象. CCDC: 908112 (1), 908113 (2).     

新型柱-层结构的金属有机配位聚合物的合成与性质

利用5-磺基间苯二甲酸单钠盐（NaH₂L）和La(NO₃)₃在水热条件下成功合成了一种新型配位聚合物[La(L)(H₂O)₃]_n·nH₂O（1, CCDC: 1422966）,其结构和性质经IR, X-射线单晶衍射,元素分析,热重分析和FL表征。结果表明：La³⁺为九配位,呈三帽三棱柱配位构型。化合物1基于La³⁺和L^3-配体的两种拓扑非等价节点,呈现出五连接3D柱层状金属有机骨架结构,Schlafli符号为(4⁵, 6⁵)。化合物¹的荧光发射峰位于410 nm,归属于配体到金属的电荷转移。