基于钒帽型钼磷酸盐配位聚合物的合成及质子传导性质研究

发布时间：2017-10-20 12:02

  本文关键词：基于钒帽型钼磷酸盐配位聚合物的合成及质子传导性质研究

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【摘要】：多金属氧酸盐,(又称金属-氧簇),是一类拥有出色的化学以及物理性质的纳米团簇。由于多酸突出的结构和功能特性,在催化,磁性,药物化学,材料等领域有着广阔的发展前景。因其具有高负电荷性,高稳定性,氧化还原性及结构的可调性等分子特点,使得多酸有望在高质子导体,非线性光学等功能性材料方面有潜在的发展。目前,多酸的修饰化学尤其帽式多酸的研究一直是一个热点课题,但是基于钒帽型多金属钼酸盐还特别少见,因此对于多金属钼酸盐的研究,尤其是基于钒帽的杂多钼酸盐的研究更有其深远的意义。本论文我们通过常规的水热合成法,在酸性条件下使用含氮配体及过渡金属(钴,镍等)对基于钒帽型钼磷酸盐进行修饰,成功合成出了两例基于钒帽型钼磷酸盐的配位聚合物。并通过单晶X-射线衍射、IR以及TG对这两种化合物的结构进行了表征。[Co(bpz)(Hbpz)][Co(SO_4)_(0.5)(H_2O)_2(bpz)]_4[PMo~(VI)_8Mo~V_4V~(IV)_4O_(42)]·13H_2O (NENU-530) [Ni_2(bpz)(Hbpz)_3(H_2O)_2][PMo~(VI)_8Mo~V_4V~(IV))4O_(44)]·8H_2O (NENU-531)我们还对这两种聚合物的热稳定性和化学稳定性进行了研究。研究发现,二者具有优异的热稳定性和化学稳定性。两种化合物甚至可以稳定存在于一定的pH范围(PH=2-12)内的盐酸和氢氧化钠溶液中。这是在多酸基配位聚合物中很少见的。随后我们对两者的质子传导性质进行了研究。通过交流阻抗测量,我们发现,在98%相对湿度下,二者具有良好的质子传导性质,随着温度升高,质子导电率上升,在温度达到75℃时,其数值可达到10~(-3) S·cm~(-1)和10~(-4) S·cm~(-1)。在150℃的条件下,我们通过水热合成法,以缺位的Keggin多酸为研究对象,向体系中同时引入含氮和含氧配体,并用过渡金属取代多酸,成功向体系中引入镧系金属,合成出了一例结构新颖的无机-有机杂化材料,[Cu(en)_2H_2O]_3[(a-SiW_(11)O_(39))Gd(H)2O)(η~2,μ-1,1)-CH_3COO]_2·4H_2O (1)并对该化合物进行了ER、XRPD、TG表征。
【关键词】：多金属氧酸盐 配位聚合物 钼磷酸盐 稳定性 质子传导
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O641.4
【目录】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-8
• 第一章 绪论8-30
• 1.1 多金属氧酸盐材料的发展概况8-9
• 1.2 基于钼磷酸盐配合物的发展概况9-18
• 1.2.1 Keggin型钼磷酸盐配合物的研究9-12
• 1.2.2 {P_2Mo_5}型钼磷酸盐配合物的研究12-14
• 1.2.3 {P_4Mo_6}型钼磷酸盐配合物的研究14-16
• 1.2.4 {P_6Mo_(18)}型钼磷酸盐配合物的研究16-18
• 1.3 基于钒帽型钼磷酸盐配合物的发展概况18-20
• 1.4 基于铝磷酸盐配合物的质子传导性质的研究20-24
• 1.5 选题依据及研究目的24
• 1.6 实验室试剂和仪器24-26
• 参考文献26-30
• 第二章 多酸基配位化合物的合成及其质子传导性质的研究30-50
• 2.1 引言30-31
• 2.2 实验部分31-32
• 2.2.1 化合物的合成31
• 2.2.2 单晶结构测定31-32
• 2.3 结果与讨论32-39
• 2.3.1 单晶衍射数据32
• 2.3.2 结构测试与表征32-35
• 2.3.3 晶体结构描述35-39
• 2.4 性质研究39-46
• 2.4.1 化合物的稳定性39-40
• 2.4.2 化合物的质子传导性质的研究40-46
• 2.5 本章小结46-47
• 参考文献47-50
• 第三章 基于缺位多金属氧酸盐构筑的无机有机杂化材料的合成及其表征50-58
• 3.1 引言50
• 3.2 实验部分50-51
• 3.2.1 化合物1的合成50-51
• 3.2.2 晶体结构测定51
• 3.3 结果与讨论51-56
• 3.3.1 单晶衍射数据51-53
• 3.3.2 结构测试与表征53-55
• 3.3.3 晶体结构描述55-56
• 3.4 本章小结56-58
• 参考文献58-60
• 致谢60-61
• 在学期间公开发表论文情况61

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本文编号：1067021