正是由于四氮唑-1-乙酸作為一個(gè)功能材料具有良好的應(yīng)用前景,比如熒光特性、磁性質(zhì)和催化性質(zhì)等,它才受到很多化學(xué)家的青睞。對于四氮唑-1-乙酸及其衍生物合成配合物的性能及應(yīng)用本文將從以下幾個(gè)方面介紹:
3.1?? 熒光特性
四氮唑-1-乙酸及其衍生物配合物熒光產(chǎn)生的原因主要有4種[33]:1) 骨架中的金屬離子的電荷轉(zhuǎn)移金屬離子產(chǎn)生的熒光(MMCT, 配合物3);2) 骨架中的有機(jī)配體的電荷轉(zhuǎn)移到有機(jī)配體產(chǎn)生的熒光(LLCT, 配合物18、35~37、39、40、44、45、47、48、70、71和78~81); 3) 骨架中的金屬離子的電荷轉(zhuǎn)移到有機(jī)配體(MLCT, 配合物41~42);4) 有機(jī)配體的電荷遷移到金屬離子產(chǎn)生的熒光(LMCT, 配合物54、55、57~59和75~77)。例如:Dong等[13]等在恒溫水浴80 ℃條件下合成的3D結(jié)構(gòu)[Ag(tza)]∞,在低溫下有非常微弱的發(fā)綠光特性,這是AgAg相互作用的結(jié)果。該配合物對于發(fā)現(xiàn)構(gòu)筑d10金屬配合物同樣具有金屬離子的電荷轉(zhuǎn)移到金屬離子產(chǎn)生的熒光的情況(MMCT)具有非常重大的意義;Jian等[21]合成的3個(gè)配合物在室溫下都具有非常強(qiáng)烈的熒光發(fā)射,它們對于配體本身均產(chǎn)生了紅移現(xiàn)象,此熒光的特性來源于配體與配體之間的電子轉(zhuǎn)移。由于這類配合物具有很高的穩(wěn)定性(分別在234、354和250 ℃才能完全分解),將會(huì)成為很有潛在價(jià)值的熒光材料。2016年,Lu等[25]合成的配合物59在可見光下產(chǎn)生很強(qiáng)的熒光特性,該配合物的強(qiáng)度衰減曲線(壽命值=10 μs)表明,該配合物具有很長的壽命,說明該材料能夠長期重復(fù)利用。以上均說明四氮唑-1-乙酸及其衍生物配合物在光學(xué)性能方面具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
3.2?? 磁學(xué)特性
磁學(xué)性質(zhì)是利用摻入磁矩載體(如順磁性金屬)或開殼層的有機(jī)配位體之間的相互聯(lián)系作用來實(shí)現(xiàn)。磁矩載體這一性質(zhì)可通過MOFs來體現(xiàn),其距離一定要在可以進(jìn)行交互作用的范圍之內(nèi)[33]。磁學(xué)性質(zhì)在四氮唑-1-乙酸及其衍生物配合物領(lǐng)域已有一定的研究。例如,配合物5、6、13~15、17、25、26、30~32、35、37、54~59和61~64等均是具有磁學(xué)行為的配合物,它們在磁性材料方面將具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
梁宏課題組[1]以四氮唑-1-乙酸作為配體,合成的一系列Cu(Ⅱ)配合物(25、30和31)在2~300 K表現(xiàn)出反鐵磁作用。特別地,他們還合成了一個(gè)2~300 K顯示弱鐵磁性配合物26。Lu等[25]合成的[Dy2(1-tza)4(NO3)2(2, 2′-bipy)2](配合物58)和[Dy2(1-tza)4Cl2(2, 2′-bipy)2](配合物59),當(dāng)直流電是2000 Oe時(shí),配合物58在2~41.8 K,配合物59在2~3 K的交流磁化率虛部信號表現(xiàn)出明顯的磁化強(qiáng)度弛豫現(xiàn)象,說明這兩個(gè)配合物具有單分子磁體的特性,在超密度信息存儲技術(shù)和分子自旋電子學(xué)等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值??梢姡牡?1-乙酸及其衍生物配合物在磁性方面具有很大的發(fā)展空間。
3.3?? 催化特性
近年來,各類武器系統(tǒng)要求固體推進(jìn)劑燃速在較寬范圍內(nèi)可調(diào)、壓力指數(shù)可控的條件下工作,進(jìn)而使固體推進(jìn)劑向著高能、鈍感、低特征信號、對環(huán)境友好等方向發(fā)展。含能催化劑既能調(diào)節(jié)推進(jìn)劑的燃速性能,又能提高推進(jìn)劑的能量水平,因此,不斷研究新型高效的含能燃燒催化劑,拓寬固體推進(jìn)劑的燃速范圍、降低壓力指數(shù),一直是各國研究人員致力解決的重要問題。研究者們常采用添加燃燒催化劑的方式來影響固體推進(jìn)劑的熱分解過程,在固體推進(jìn)劑中,影響其燃燒行為熱分解特性的固體推進(jìn)劑中常見的氧化劑有:高氯酸銨(AP)、黑索金(RDX)和奧克托今(HMX)[34–35]。本題組[2]合成的{[Bi(tza)(C2O4)(H2O)]·H2O}n(配合物4)和[Fe3O(tza)6(H2O)3]NO3(配合物8)加入到AP中后,AP的高溫分解峰(LTD)從442 ℃分別減小到327和297 ℃,向低溫區(qū)域移動(dòng)了115和145 ℃,混合物的放熱量分別為1400和1447 J/g。說明配合物4和8既能降低AP的分解溫度又能催化AP的熱分解過程,同時(shí)加入配合物8后,不僅AP的分解溫度較低而且混合物放出了更多的熱量,說明后者比前者有更高的催化活性。另外,張國濤課題組[19]合成的[Cu(tza)2]n與RDX混合后,RDX的放熱分解峰溫提前16.7 ℃,加快了RDX的分解速度,對RDX產(chǎn)生了良好的催化作用。因此,四氮唑-1-乙酸及其衍生物構(gòu)筑的配合物對固體推進(jìn)劑催化領(lǐng)域發(fā)展有很重要的作用。
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