有机过渡金属化合物

《高等无机化学》课程论文文献综述

综述题目 作者所在系别 作者所在专业 作 者 姓 名 作 者 学 号 导 师 姓 名 导 师 职 称 完 成 时 间

稀土有机化合物在功能材料方面的应用

理学院应用化学

物理化学

教授

2012

年

4 月

工业大学材料化学教研室制

稀土有机化合物在功能材料方面的应用 姓名： 学号：

说 明

1．文献综述各项内容要实事求是，文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。

2．学生撰写文献综述，阅读的主要参考文献应在10篇以上。本课程的相关教材也可列为参考资料，但必须注明参考的具体页码。

3．文献综述的撰写格式按撰写规范的要求，字数在2000字左右。

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稀土有机化合物在功能材料方面的应用 姓名： 学号：

稀土有机化合物在功能材料方面的应用

1.引言

稀土金属与其他过渡金属相比，具有电正性高、离子半径大、配位环境开阔、配位数高的特点，其路易斯酸性强，配位环境易于调节。稀土金属一般通过协同的四中心σ-键的复分解过程实现对化学键的活化。稀土有机化合物具有独特和丰富的反应和催化性质，如金属-配体间成键轨道重叠少，稀土有机化合物可以实现过渡金属有机化合物中由于轨道禁阻而不能发生的反应。另外，在稀土金属体系可以省略过渡金属催化循环过程中为了满足轨道最大重叠而必须经历的中间步骤，所以，稀土有机化合物可以对一些特定的化学反应提供最优的解决方案。

2.稀土有机化合物在有机反应中的应用

稀土配合物是稀土化学和金属有机配合物的重要分支领域，随着检测手段的发展进步，人们发现了稀土配合物的许多新的特性结构和功能。

张正星[1]研究了稀土金属有机化合物对单质硫和烯亚胺的活化，进行了异氰酸酯插入稀土金属有机化合物Ln-C键、Ln-N键、Ln-S键和N-H键比较，异硫氰酸酯插入稀土有机化合物Ln-S键、Ln-N键，碳化二亚胺插入稀土有机化合物Ln-C键、Ln-N键或N-H键反应，比较这些反应的反应过程和反应机理，提出了新的反应方法，并为二氧化碳的利用和转化提供了新思路。

孙燕[2]设计合成了一系列桥联胺基酰胺基稀土化合物，发现它们能与异氰酸酯进行连续反应，为喹唑啉二酮的骨架合成提供了新方法，另外，还发现异氰酸酯对稀土伯胺基配合物中的N-H键直接双插入反应具有可逆性，这个反应插入的不饱和分子数可以通过中心金属的配位饱和性进行调控，为发展稀土在有机合成领域应用扩展了思路。

3.稀土有机化合物在磁性材料中的应用

稀土配合物的磁性材料在分子磁学和分子磁体设计领域有重要的应用。陈芳[3]在研究低维稀土-过渡金属杂多核配合物的结构和磁性时发现在所合成的化合物中，虽然羧酸根基团有共轭性，但其桥连稀土与过渡金属离子间不存在电子传递，证明了由于稀土离子的成单电子处在离子内4f壳层中，由于屏蔽作用，受外场变化的影响较小。

稀土配合物的有机配体在紫外区吸光强度好，可以更有效的将激发态能量传递给稀土离子，提高了稀土离子的特征发射，使其发光材料方面应用广泛，其发光性能强度高、波峰窄、颜色鲜艳、耐候性好且不易氧化，日益受到重视。

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王倩倩[4]制备并研究了多维稀土羧酸配合物,在得到的12个稀土有机配合物中，喹啉二甲酸与稀土元素的配合物可作为光磁功能材料，5-羟基苯羧酸与Y的配合物有良好的蓝绿荧光发射，铕和钕的5-硝基刚性小分子配合物可作为磁性材料。

4.稀土有机化合物在发光材料中的应用

稀土有机发光材料是发光材料又一研究领域，自从第一件稀土发光配合物制备的电致发光器件问世以来，稀土有机配合物有了全新的应用领域，稀土有机发光材料对人类的科学技术、生活、健康领域产生了积极身后的影响。所以合成新的特殊性能的稀土有机发光配合物并深入研究其发光机理与结构关系，可以选用更有效的发光材料，推动生产生活质量的提高。

徐海兵等人[5]研究过渡金属-稀土异核配合物发光，认为虽然通过改性修饰的有机配体敏化稀土发射达到激发窗口红移至可见区的事例较少，使发荧光的稀土有机配合物成为双重荧光探针分子是今后工作的重点。

刘剑波等人[6]研究了荧光纳米颗粒的化学与生物传感，分析了稀土荧光纳米颗粒应用于分析检测体内体外成像应用的可行性。杜新胜等人[7]在转光剂的合成与应用研究进展中介绍了稀土有机配合物转光剂及荧光染料转光剂的合成研究进展，认为这种转光剂具有发光亮度高、光色单一性好、光热稳定性强、不易老化、易于分散于各种有机溶剂和有机材料等特点，是光能转化膜材料的发展趋势。

张勇等人[8]合成了轻稀土-2，5-噻吩二羧酸-1，10-菲咯琳三元配合物，对其光谱特性进行了分析，通过测定其三重态能级确定了2，5-噻吩二羧酸配体能有效敏化铕离子并且两配体间存在能量转移。孙存发[9]制备了一种超分子有机配体稀土配合物，所得的配合物都有荧光特性，且铽的配合物发射绿色荧光，铕的配合物发射红色荧光。

5.稀土有机化合物在催化材料中的应用

稀土有机配合物可用作催化。这是由于小分子和有机官能团插入金属-配体键反应是许多金属促进的官能团转化反应的基本步骤。稀土金属有机配合物在催化烯烃均聚与共聚制备高性能树脂，和催化共轭二烯烃高选择性区域与立体可控聚合制备高性能弹性体方面表现优异。稀土配合物催化剂在共轭二烯烃的可控聚合方面有着长足进展，其结构对控制共聚物起着至关重要的作用[10]。

胍基稀土氯化物可以与烷基锂盐或单胺基锂盐反应得到相应的烷基化合物和胺化物，周利英等人[11]根据这一现象描述了新型的双阴离子型镱（III）胺化物的合成和制备，他们对得到的配合物进行了测试，认为稀土有机配合物的稳定性和反应性能依赖于稀土和配体之间的静电作用以及配体的体积效应。

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6.稀土有机化合物在润滑材料中的应用

为提高机械效率、减少能源损耗、延长机械使用寿命，人们在润滑油中添加各种添加剂。稀土可改进金属和合金材料的耐磨性，一些稀土有机配合物可成为新型润滑油、脂极压抗磨剂。揭志强等人[12]研究了稀土润滑油脂极压抗磨剂研究的进展，认为很多稀土配合物能有效改进润滑油、脂的极压抗磨性能，有望成为新型高效润滑油极压抗磨剂。

7.稀土有机化合物在光电材料中的应用

近年来人们把稀土有机化合物做成光电功能材料，来代替传统的无机材料。

李石凤[13]选择稀土离子与有机配体6-二茂铁甲酰乙酰基-2-吡啶甲酸甲酯合成了新的二茂铁衍生物，发现这些衍生物有很好的氧化还原特性，有望被开发为新型电化学和光电材料。

黄丽波[14]使用静电纺丝技术制备稀土有机配合物荧光纤维，并认为光谱性质的分析结论可确定将其用于防伪标识、光学通讯、过滤装置和防护服等应用，通过改变聚合物掺杂Eu（DBM Dibenzoylmethane（二苯甲酰甲烷））3phen(Phenanthroline（邻菲啰啉）)浓度，发现纤维直径无变化。

稀土有机化合物中应用较多是是稀土配合物。这种物质荧光的斯托克斯位移大，发射光谱、激发和发射波长理想、荧光寿命长、荧光稳定，在实际应用中有重要和广泛的价值，主要应用于分析化学的分析试剂，可用来检验矿物质含量。在医学研究中可用来对细胞内的大分子如核酸、核苷酸、蛋白质进行研究。在研究生物大分子时可用来作为结构探针，具有高的灵敏度，且可以不破坏分子结构

8.总结

稀土有机配合物有油溶性，可溶于印刷油墨、涂料、塑料树脂，制成各种显示材料或农用薄膜、照明灯具等等。稀土有机化合物正在改变我们的生活。寻找高吸光系数的配体来合成新的稀土有机配合物，提高和改善稀土有机化合物的功能特性，是我们今后的努力方向。

参考文献：

[1].张正星.稀土金属有机化合物对单质硫和烯亚胺的活化[D].复旦大学.2010:33-112. [2].孙燕.稀土有机化合物和Lewis酸促进的N-H键选择性活化[D].复旦大学.2010:1-117. [3].陈芳.低维稀土-过渡金属杂化多核配合物的结构和磁性研究[D].浙江大学.2008:57-70. [4].王倩倩.多维稀土羧酸配合物的制备及性能研究[D].大连理工大学.2011:13-72.

[5].徐海兵,陈忠宁.过渡金属-稀土异核配合物发光研究进展[J].无机化学学报.2011,27（10）：1887-1903.

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/rh7d.html