Luận Văn Thạc Sĩ: Tổng Hợp và Nghiên Cứu Tính Chất Phức Chất Hỗn Hợp Salixylic và 2,2-Dipyridyl của Nguyên Tố Đất Hiếm Nhẹ

• Tác giả: Đặng Thị Lan Hương
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Thị Hiền Lan
• Trường học: Đại học Thái Nguyên - Trường Đại học Sư phạm
• Chuyên ngành: Hóa vô cơ
• Đề tài: Tổng hợp và nghiên cứu tính chất phức chất hỗn hợp phối tử salixylic và 2,2’-dipyridyl N,N’-dioxit của một số nguyên tố đất hiếm nhẹ
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thái Nguyên

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Giới thiệu chung về các nguyên tố đất hiếm và khả năng tạo phức của chúng
• 1.1.1. Đặc điểm chung của các nguyên tố đất hiếm (NTĐH)
• 1.1.2. Giới thiệu về các NTĐH neodim (Nd), samari (Sm), europi (Eu)
• 1.1.3. Khả năng tạo phức của các nguyên tố đất hiếm
• 1.2. Axit cacboxylic và cacboxylat kim loại
• 1.2.1. Đặc điểm cấu tạo và khả năng tạo phức của các axit monocacboxylic
• 1.2.2. Axit salixylic
• 1.3. Phức chất của nguyên tố đất hiếm với axit cacboxylic
• 1.4. 2,2'-dipyridyl N,N'-dioxit và khả năng tạo phức
• 1.5. Phức chất của nguyên tố đất hiếm với 2,2'-dipyridyl N,N'-dioxit
• 1.6. Phức chất của nguyên tố đất hiếm với hỗn hợp phối tử cacboxylat và 2,2'-dipyridyl N,N'-dioxit
• 1.7. Một số phương pháp hóa lí nghiên cứu phức chất
• 1.7.1. Phương pháp phổ hồng ngoại
• 1.7.2. Phương pháp phân tích nhiệt
• 1.7.3. Phương pháp phổ khối lượng
• 1.7.4. Phương pháp phổ phát xạ huỳnh quang
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 2.1. Dụng cụ và hóa chất
• 2.1.1. Chuẩn bị hóa chất
• 2.1.2. Các dung dịch LnCl3 (Ln: Nd, Sm, Eu)
• 2.1.3. Dung dịch EDTA 10-2M
• 2.1.4. Dung dịch Arsenazo III ~ 0,1%
• 2.1.5. Dung dịch đệm axetat có pH ≈ 5
• 2.2. Tổng hợp các phức chất
• 2.3. Phân tích hàm lượng ion đất hiếm trong các phức chất
• 2.4. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phổ hồng ngoại
• 2.5. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phân tích nhiệt
• 2.6. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phổ khối lượng
• 2.7. Nghiên cứu khả năng phát huỳnh quang của các phức chất
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về phức chất hỗn hợp và nguyên tố đất hiếm nhẹ

Nghiên cứu tập trung vào phức chất hỗn hợp của các nguyên tố đất hiếm nhẹ như neodim (Nd), samari (Sm), và europi (Eu) với các phối tử hữu cơ như salixylic và 2,2-dipyridyl. Các nguyên tố đất hiếm nhẹ có khả năng tạo phức đặc biệt do cấu trúc electron độc đáo của chúng, đặc biệt là các obitan 4f. Phức chất hỗn hợp này được tổng hợp và nghiên cứu nhằm khám phá các tính chất vật lý và hóa học, đặc biệt là khả năng phát quang, từ tính, và ứng dụng trong khoa học vật liệu.

1.1. Đặc điểm của nguyên tố đất hiếm nhẹ

Các nguyên tố đất hiếm nhẹ như Nd, Sm, và Eu thuộc nhóm lantanit, có cấu hình electron 4f đặc trưng. Chúng có khả năng tạo phức với các phối tử hữu cơ do sự hiện diện của các obitan 4f trống. Tuy nhiên, khả năng tạo phức của chúng bị hạn chế do kích thước ion lớn và sự che chắn mạnh của các electron lớp ngoài. Các nguyên tố đất hiếm nhẹ này có tính chất hóa học tương tự nhau, với số oxi hóa phổ biến là +3.

1.2. Khả năng tạo phức của nguyên tố đất hiếm

Các nguyên tố đất hiếm có khả năng tạo phức với các phối tử hữu cơ như salixylic và 2,2-dipyridyl. Phức chất hỗn hợp được hình thành thông qua liên kết ion, với số phối trí cao và thay đổi tùy thuộc vào điều kiện phản ứng. Các phức chất này thường có cấu trúc vòng càng bền vững, đặc biệt là khi phối tử có nhiều nhóm chức có khả năng tạo liên kết.

II. Tổng hợp và nghiên cứu phức chất hỗn hợp

Quá trình tổng hợp phức chất hỗn hợp của salixylic và 2,2-dipyridyl với các nguyên tố đất hiếm nhẹ được thực hiện thông qua các phản ứng hóa học trong điều kiện kiểm soát chặt chẽ. Các phức chất được tổng hợp và phân tích bằng các phương pháp như phổ hồng ngoại, phân tích nhiệt, và phổ khối lượng. Kết quả cho thấy các phức chất này có cấu trúc bền vững và khả năng phát quang đáng kể.

2.1. Phương pháp tổng hợp phức chất

Các phức chất hỗn hợp được tổng hợp bằng cách kết hợp các dung dịch chứa nguyên tố đất hiếm nhẹ với các phối tử salixylic và 2,2-dipyridyl trong môi trường đệm axetat. Quá trình tổng hợp được theo dõi bằng các phương pháp phân tích hóa lý để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả.

2.2. Phân tích cấu trúc và tính chất phức chất

Các phức chất hỗn hợp được phân tích bằng phổ hồng ngoại để xác định các liên kết hóa học đặc trưng. Phân tích nhiệt được sử dụng để nghiên cứu tính ổn định nhiệt của phức chất. Phổ khối lượng giúp xác định khối lượng phân tử và cấu trúc của các phức chất. Kết quả cho thấy các phức chất này có khả năng phát quang mạnh, đặc biệt là phức chất của Sm và Eu.

III. Ứng dụng và giá trị thực tiễn của phức chất hỗn hợp

Các phức chất hỗn hợp của salixylic và 2,2-dipyridyl với nguyên tố đất hiếm nhẹ có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong khoa học vật liệu, đặc biệt là trong lĩnh vực vật liệu phát quang và siêu dẫn. Khả năng phát quang của các phức chất này có thể được ứng dụng trong các thiết bị quang điện, đầu dò sinh học, và vật liệu đánh dấu huỳnh quang.

3.1. Ứng dụng trong khoa học vật liệu

Các phức chất hỗn hợp có khả năng phát quang mạnh, đặc biệt là phức chất của Sm và Eu, được ứng dụng trong chế tạo vật liệu phát quang. Chúng có thể được sử dụng trong các thiết bị quang điện và đầu dò sinh học, nhờ vào tính chất quang học độc đáo của chúng.

3.2. Tiềm năng trong nghiên cứu và phát triển

Nghiên cứu về phức chất hỗn hợp của nguyên tố đất hiếm nhẹ mở ra nhiều hướng phát triển mới trong lĩnh vực hóa học vô cơ và khoa học vật liệu. Các phức chất này có thể được tối ưu hóa để ứng dụng trong các lĩnh vực công nghệ cao, như vật liệu siêu dẫn và vật liệu từ tính.