含钒氧簇杂化化合物的合成及性能研究

发布时间：2018-07-22 15:18

【摘要】：钒氧簇合物(Polyoxovanadates,简称POVs)是多酸科学研究的重要成员,在化学、生物和医药等众多研究领域都有重要的应用价值。近年来,由于混配型钒氧簇更为多变的结构和优异的性能更加受到研究人员的广泛关注。基于配位化学的概念和晶体工程自组装的原理,引入特定结构和功能的有机组分,或者丰富多样、性能突出的金属-有机配位单元,制备兼具混配型钒氧簇和有机/金属有机单元等组分优点于一体的杂化化合物,特别是高维化的金属-有机框架结构,是钒氧簇合物合成中一个极具吸引力和挑战性的研究课题之一。本文通过具有特定功能的有机/金属-有机单元的引入,组装合成了新型的混配多金属氧簇基无机-有机杂化化合物1-15,通过元素分析、IR、UV Vis、X-射线单晶衍射、PXRD等手段进行了结构表征,并研究了相关产物的电化学、磁性质和光催化降解有机染料的行为。主要工作内容包括:1.水热条件下,分别引入过渡金属离子、2,2′-联吡啶或4,4′-联吡啶,合成了5例新颖的砷钼钒氧簇基杂化化合物H_8{(As~Ⅴ)_3Mo_6V_3O_(36)(As~ⅢO_2)}{4,4′-bpy}_3·5H_2O(1)、(4,4′-bpyH)[{Mn~Ⅱ(4,4′-bpy)_2}_2{As~ⅤMo_8V_8O_(44)}]·9H_2O(2)、{Ni(2,2′-bpy)_3}_2{(AsO_4)Mo_6V_6O_(32)(AsO_2)_4}·6H_2O(3)、{Cu~Ⅰ(2,2′-bpy)_2}[{Cu~Ⅱ(2,2′-bpy)_2}_2{As~ⅤMo_8V_4O_(36)(As~ⅢO_2)_2}]·7H_2O(4)、(4,4′-H_2bpy)_2.5{As~ⅤMo_8V_4O_(36)(As~ⅢO_2)_2}·7H_2O(5)。其中化合物1为首例非经典型Keggin结构的砷钼钒氧簇合物,化合物2为含有16×16?孔洞的3D多酸基框架结构,化合物3中的阴离子为首次获得的具有砷四盖帽的Keggin结构,化合物4和5都是基于双砷盖帽砷钼钒Keggin结构阴离子而形成的杂化化合物。对5例化合物进行了红外、元素分析等表征,根据固体电子吸收光谱计算了禁带宽度,并对其电化学及磁性质进行了研究。2.水热条件下,通过改变反应条件合成了2例新颖的无机-有机杂化化合物H_2{[Ni(2,2′-bpy)_2(H_2O)]_8[Mo_8V_8O_(43)(SO_4)]_2[Ni(2,2′-bpy)_2(H_2O)]2[Mo_8V_8O_(43)(SO_4)][Ni(2,2′-bpy)_2(H_2O)]_2[Mo_8V_8O_(38)(SO_4)(VO_2)_2]}·3H_2O(6)和[Mo_2Fe_2O_8(4,4′-bpy)_2]·6H_2O(7),其中化合物6呈现了基于2种多酸阴离子的3种担载模式共存的复杂结构,化合物7为罕见的具有3D孔洞结构的钼铁氧簇杂化化合物。测定了化合物的单晶结构,研究了产物的磁性质。3.在水热和常规水溶液条件下合成了3例砷钒氧簇基无机-有机杂化化合物{Cu~Ⅰ(2,2′-bpy)_2}_4{α-As_8V_(14)O_(42)(H_2O)}(8)、H_5[((C_4H_8N_2)(CH_2C_5H_4N)_2)(C_4H_8N_2)(CH_2C_5H_4N)][α-As_8V_14O_(42)Cl]·10H_2O(9)和{(Butyl)_4N}_4{As_8V_(12)O_(40)(N_2H_4)}(10)。3个多钒氧簇笼状结构中分别以H_2O、Cl-和N_2H_4为模板剂,其中N_2H_4为模板剂的化合物在此之前还未见报道。对3例化合物进行了红外、紫外-可见-近红外、元素分析等表征,并对其电化学、磁性质进行了研究。4.引入不同有机组分合成了化合物10-15,其中引入不同长度碳链的咪唑摀盐离子液体[C_nMIm]Br(n=2、3、5、6、7),得到了多钒氧簇基离子液体化合物11-15,以其为催化剂开展了光催化降解有机污染物的实验,结果表明化合物11 15对有机染料RhB具有显著的光催化降解活性。
[Abstract]:閽掓哀绨囧悎鐗，

本文编号：2137882