锂/亚硫酰氯电池酞菁配合物催化剂的合成及催化性能研究

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本文合成了7系列过渡金属酞菁配合物和二(2-甲氧基水杨醛)邻苯二胺席夫碱过渡金属配合物,研究了其对锂/亚硫酰氯电池的催化性能。(1)用溶剂法合成了四氨基过渡金属酞菁配合物MpcTa(1a-1g)及四硝基过渡金属酞菁配合物MPcTn(2a-2g),对它们进行了红外和元素分析,对部分配合物进行了热分析。(2)用微波辐射法合成了双核四吡啶并卟啉配合物M2(PTp)2(3a-3g)、双核四吡嗪并卟啉配合物M2(PTpz)2(4a-4g)、双核四硝基酞菁配合物M2(PcTn)2(5a-5g)、萘酞菁配合物MNc(6a-6g)及四(1,2-二羧基苯甲酮)酞菁配合物MPcTb(7a-7g),对它们进行了红外和元素分析。(3)对合成的49种酞菁配合物和6种过渡金属席夫碱配合物作为锂/亚硫酰氯电池正极催化剂,研究了其对电池放电时间及电池容量等的影响,分析了配体、配体取代基及中心金属离子对电池催化性能的影响。同一系列的酞菁配合物中,随中心离子的不同而催化活性不同,中心离子是Mn(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)的酞菁类化合物具有优良的催化性能,因为Mn(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)的酞菁类化合物的氧化还原过程发生在中心金属离子上。而中心离子是Fe(Ⅲ)、Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的酞菁类化合物的催化性能较差,因为Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的酞菁类化合物的氧化还原过程发生在酞菁环上。在同一中心离子的不同系列的酞菁配合物中,在酞菁环上引入供电子取代基时,扩大了共轭体系,有利于催化。(4)合成了一个ONNO四齿席夫碱配体—二(2-甲氧基水杨醛)邻苯二胺,并利用二(2-甲氧基水杨醛)邻苯二胺与过渡金属(Mn(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ))的氯化物合成了6种配合物,对它们进行了红外、元素及X-Ray分析,对部分配合物进行了差热分析。并研究了其作为锂/亚硫酰氯电池正极催化剂时对电池放电时间及电池容量等的影响。结果表明[Mn(Ⅱ)HLCl(H2O)]CH3OH 1、[Co(Ⅱ)HLCl(H2O)]3的催化活性最好。
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