综述:双(4-乙酰苯胺)四溴锌酸(II)的合成、结构分析、光谱表征及光学性质

【字体: 时间:2025年06月27日 来源:Journal of Molecular Structure 4.0

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  这篇研究论文系统报道了新型有机-无机杂化材料[C8H10NO]2ZnBr4的合成与多维度表征。通过单晶X射线衍射(XRD)确认其正交晶系(空间群Cmca),结合Hirshfeld表面分析揭示H···Br氢键(占比57.7%)主导分子间作用,红外(FTIR)与拉曼光谱验证官能团特征。电导机制符合关联势垒跳跃(CBH)模型,光学带隙(Eg=3.6 eV)证实半导体特性,为光电材料开发提供新候选。

  

Abstract
新型有机-无机杂化材料双(4-乙酰苯胺)四溴锌酸(Ⅱ)通过室温缓慢蒸发法成功合成。单晶X射线衍射解析显示其正交晶系结构(空间群Cmca,晶胞参数a=20.1809 ?,b=15.5565 ?,c=13.7398 ?),由孤立[ZnBr4]2-四面体与质子化胺阳离子通过N-H···Br氢键(占Hirshfeld表面接触57.7%)和π···π堆积构建零维网络。

Introduction
锌基卤化物杂化材料因其可调光电性能在太阳能电池和光催化领域备受关注。本研究选用4'-氨基苯乙酮(含N-H供体)与ZnBr2反应,相比氯类似物,溴取代可增强超分子凝聚密度,可能提升光子行为。

Synthesis
将4'-氨基苯乙酮(0.075 g)与ZnBr2(0.1 g)溶于37%氢溴酸水溶液,室温缓慢蒸发数天后析出红色平行六面体单晶。

Detailed Structural Description
晶体结构中[ZnBr4]2-呈现轻微扭曲四面体构型(Br-Zn-Br键角106.08°-113.24°),有机阳离子通过N-H···Br(dN···Br=3.423 ?)与C-H···Br形成三维超分子网络。Hirshfeld分析显示Br···H/H···Br接触贡献超半数表面相互作用,π···π堆叠距离3.618 ?表明芳香体系弱作用。

Spectroscopic Characterization
FTIR光谱中3285 cm-1处N-H伸缩振动及1650 cm-1羰基特征峰证实有机组分存在。拉曼光谱中Zn-Br键振动出现在80-250 cm-1区间。

Electrical Properties
交流阻抗谱揭示电导率随温度升高呈指数增长,符合关联势垒跳跃(CBH)传导机制,活化能计算值为0.39 eV。

Optical Properties
紫外-可见光谱测得直接带隙Egd=3.6 eV,Urbach能16 meV表明较低无序度。高折射率(n=2.31)与介电常数(ε=5.33)提示潜在非线性光学应用。

Conclusion
该溴化锌杂化材料通过强氢键网络实现结构稳定,适中介电损耗(tanδ=0.02)与半导体带隙特性,为设计新型光电功能材料提供了结构-性能关系范例。

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