含有SiVPWMo12O40簇阴离子的有机无机杂化化合物的合成、结构与性能研究

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1、中文摘要多金属氧酸盐由于其结构的多样性，优异的物理和化学性质及在催化、医学、材料等诸多领域的潜在应用而仍然是人们的关注的研究热点之一。本文利用水热合成技术，通过调节反应条件和反应原料，合成了10个新型多金属氧酸盐：{H4[K6(SiWl2040)(OH)6]}‘0．5H20(1)，I(4[SiWl2040]‘2H20(2)，【Fe(CloHsN2)3]‘[(SiWl20,to)K(OH)(H20)]’0．5C2HsN2·1．5H20(3)，2[Fe(Ct2HsN2)3]‘SiWl2040。H20(4)，H4[VVyl2040]·4C3H4N2‘H

2、20(5)，【Ni2(OH)2Na4(H20)6M012(OH)6024(HP04)6(P04)2]’2C6H14N2‘2H30·5H20(6)，H4[VMol2040]。4C3H4N2‘H20(7)，H4[VMol2040]‘2．5C2HsN2’10H20(8)，H4[VM012040]‘2．5C2HsN2‘10．5H20(9)，H3[PMot2040]’1．5C2HsN2‘12．5H20(10)通过x-射线单晶衍射、红外光谱、紫外．可见光谱和元素分析对其晶体结构进行了解析和讨论；采用荧光分析手段对部分化合物进行了性能表征；探讨了以多金属氧酸盐

3、为本体修饰剂，通过研磨混合法制备了表面可更新的化学修饰碳糊电极，利用循环伏安技术研究了该修饰电极在酸性水溶液中的电化学性能；同时以可见光催化降解罗丹明B(砒lB)为探针反应，研究了部分化合物的光催化活性。关键词：多金属氧酸盐，水热合成，晶体结构，荧光，电化学，光催化中文文摘多金属氧酸盐以其结构的多样性、可调性和新颖性及在催化、药物、材料等领域具有的广泛和潜在的应用前景而仍然是材料化学的研究热点。本论文利用水热合成技术，合成了lO个新型多金属氧酸盐，利用X．射线单晶衍射、红外光谱、紫外．可见光谱、元素分析等分析手段对其组成和结构进行了研究，并对部分

4、化合物进行了荧光性能、电化学性能以及可见光催化活性研究。本论文由以下几个部分组成：1．概述多金属氧酸盐的研究概况，近年来的研究热点及其在诸多领域的应用研究，提出了本论文的选题依据。2．本文采用水热合成法，以2，2’．联吡啶、邻菲哕啉、咪唑、三乙烯二胺和乙二胺等作为有机调变单元，合成了10种新型多金属氧酸盐：{H4[K6(SiWl2040)(OH)6]}‘0．5H20(1)(CSD：420470)K4[SiWl2040]。2H20(2)(CSD：420471)2[Fe(CtoHaN2)3]‘[(SiWl2040)K(OH)(H20)]。0．5Cto

5、HsN2’1．5H20(3)2【Fe(C12HsN2)3]‘SiWl2040。H20(4)(CCDC：685714)H4[VWl20糊‘4C3H4N2‘H20(5)(CCDC：721249)[Ni2(OH)2Na4(H20)6M012(OH)6024(HP04)6(P04)2]‘2CsH14N2。2H30‘5H20(6)(CCDC：721087)H4[VMol2040]‘4C3H4N2‘H20(7)(CCDC：71388)H4[VM012040]’2．5C2HaN2‘10H20(8)(CCDC：711390)n4[VM012040]。2．5C2H

6、sN2。10．5H20(9)(CCDC：711389)H3[PMol2040]‘1．5C2HsN2。12．5H20(10)对合成的化合物进行了X．射线单晶衍射实验，结构解析结果表明：化合物1_4均为硅钨多金属氧酸盐，含有相同的结构单元[SiWl2040】禾簇阴离子，反应体系中的过渡金属以及有机物的种类对产物的结构有着很大影响。其中化合物1．2都舳[SiWl2040】4‘簇阴离子，K+和结晶水组成的，但由于合成条件的不同，造成两者结构的显著差异，即化合物l中的抗衡阳离子K+通过K．ot-W和K．O眦．w桥连a-Keggin型杂多阴离子[Siwl20

7、4d禾形成三维网络结构；而化合物2为分立结构，抗衡离子K+和[SiWl2040]禾之间通过静电引力作用使晶体稳定存在。化合物3、4为有机．无机杂化的分立结构的硅钨酸盐，其中化合物3由硅钨簇阳离子、III中文文摘[Fe(2，2’-bipy)3]2+、2,2’-bipy片段和结晶水组成的，其特点在于两个K原子桥连两个[SiWl2040】t簇阴离子形成夹心型簇阴离子；化合物4由1个[SiWl2040]4’阴离子，2个[Fe(phen)3】2+阳离子和1个结晶水分子组成，抗衡阳离子和杂多阴离子之间通过静电引力相互作用。化合物5是分立结构的钒钨酸盐，由[Ⅵ

8、Ⅳ12040]4。簇阴离子，游离的咪唑分子和结晶水组成，通过氢键作用和静电作用形成稳定化合物。化合物6是以金属簇为中心的夹心型化合物。以