【摘要】：多金属氧酸盐(Polyoxometalates),简称为多酸(POMs),因具有独特的结构与良好的物理化学性质,而在电化学、催化、磁性化学及药物化学等领域有着广泛的应用。随着多酸化学的不断发展与完善,对有机化合物引入多酸体系进而形成一系列性质独特的有机-无机杂化材料的研究已成为了多酸化学发展的方向之一。由多酸所形成的电荷转移盐作为其中一个重要部分也受到了广泛的关注。本文以常规水溶液合成法合成了21个新型化合物,并通过红外光谱、紫外可见漫反射光谱、元素分析、表面光电压测试等对其进行结构、性质的表征。1.以饱和Keggin型及Dawson型杂多酸作电子受体,以盐酸萘乙二胺,N-苯基对苯二胺,盐酸联苯胺作为电子给体,通过静电吸附的方式在水溶液中制备了12种新型电荷转移化合物。其中:(1)盐酸萘乙二胺与H_3PW_(12)O_(40)、H_3PMo_(12)O_(40)、K_6P_2W_(18)O_(62)、(NH_4)6P_2Mo_(18)O_(62)形成电荷转移化合物;(2)N-苯基对苯二胺与H_3PW_(12)O_(40)、H_3PMo_(12)O_(40)、K_6P_2W_(18)O_(62)、(NH_4)6P_2Mo_(18)O_(62)形成电荷转移化合物;(3)盐酸联苯胺与H_3PW_(12)O_(40)、H_3PMo_(12)O_(40)、K_6P_2W_(18)O_(62)、(NH_4)6P_2Mo_(18)O_(62)形成电荷转移化合物。通过热重及C、N、H元素分析确定化合物的分子式:[(C_(14)N__2H_(15))_2H]PW_(12)O_(40)·16H_2O(1)[(C_(14)N__2H_(15))_2H]PMo_(12)O_(40)·10H_2O(2)[(C_(14)N__2H_(15))_4H_2]P_2W_(18)O_(62)·3H_2O(3)(C_(14)N_2H16)3P_2Mo_(18)O_(62)·10H_2O(4)[(C_(12)N_2H13)_2H]PW_(12)O_(40)·4H_2O(5)[(C_(12)N_2H13)_2H]PMo_(12)O_(40)·1_2H_2O(6)(C_(12)N_2H13)_6P_2W_(18)O_(62)·24H_2O(7)(C_(12)N_2H13)_6P_2Mo_(18)O_(62)·17H_2O(8)(C_(12)N_2H14)_3[PW_(12)O_(40)]2·11H_2O(9)[(C_(12)N_2H13)_2H]PMo_(12)O_(40)·10H_2O(10)(C_(12)N_2H14)_3P_2W_(18)O_(62)·8H_2O(11)(C_(12)N_2H14)_3P_2Mo_(18)O_(62)·13H_2O(12)化合物1-12的红外谱图显示出电荷转移化合物中多酸与盐酸萘乙二胺、N-苯基对苯二胺、盐酸联苯胺的特征峰,表明多酸阴离子在化合物中仍保持了原有的骨架。在紫外可见漫反射光谱中可以观察到在可见光范围内有新的吸收峰出现,表明有机组分共轭结构π电子向多酸发生了转移,也表明电荷转移化合物中发生了W(VI)→W(V)、Mo(VI)→Mo(V)的变化。此外,由半导体带隙值计算结果得出,各化合物带隙值相对于原料有机物均出现了明显的降低。由循环伏安测试可知,这些电荷转移化合物仍具有着相应多酸的电化学性质,能对亚硝酸根离子起到较好的催化效果。2.以饱和Keggin型、饱和Dawson型及三缺位的Dawson型杂多酸作电子受体,以阿利新蓝为电子给体,在水溶液中通过静电吸附的方法制备了5种电荷转移化合物。由热重及C、N、H元素分析确定化合物的分子式:(C_(56)H_(71)N_(11)S_4Cu)_2H[PW_(12)O_(40)]_5·70H_2O(13)(C_(56)H_(71)N_(11)S_4Cu)_2H[PMo_(12)O_(40)]_5·54H_2O(14)(C_(56)H_(72)N_(11)S_4Cu)_4H[P_2W_(18)O_(62)]_3·14H_2O(15)(C_(56)H_(75)N_(11)S_4Cu)_4H[P_2Mo_(18)O_(62)]_5·88H_2O(16)(C_(56)H_(75)N_(11)S_4Cu)_5H[P_2W_(15)O_(56)]_3·13_2H_2O(17)化合物13-17的红外谱图显示出电荷转移化合物中多酸与阿利新蓝的特征峰,表明多酸阴离子的骨架没有发生改变。从紫外可见漫反射光谱中可以看出在可见光范围内有新吸收峰的出现,表明存在阿利新蓝共轭结构π电子向多酸发生转移的情况,也表明产物中发生了W(VI)→W(V)、Mo(VI)→Mo(V)的价态变化。由半导体带隙值计算结果得出,各产物的带隙值与阿利新蓝更加地接近。3.以饱和Keggin型、Dawson型杂多酸作电子受体,以[Ni(Me_6[14]-4,11-diene N_4)](Cl O_4)_2为电子给体,在水溶液中以静电吸附的方法制备了4种新型电荷转移化合物,并通过热重及C、N、H元素分析确定化合物的分子式:(Ni C1_6N_4H_(32))_2[PW_(12)O_(40)] Cl O_4·10H_2O(18)(Ni C1_6N_4H_(32))_2[PMo_(12)O_(40)] Cl O_4·19H_2O(19)(Ni C1_6N_4H_(32))_3P_2W_(18)O_(62)·36H_2O(20)(Ni C1_6N_4H_(32))_3P_2Mo_(18)O_(62)·26H_2O(21)以上化合物的红外谱图中存在多金属氧酸盐的特征峰,表明多酸阴离子的骨架没有发生改变。在紫外可见漫反射谱中,通过去除反应物的吸收峰可以发现,在可见光范围内出现了新的吸收峰,表明有机结构的π电子转移到了多酸阴离子上。由半导体带隙计算结果得出,各化合物带隙值相对于有机物均有明显的降低。循环伏安测试表明化合物18-21仍具有着多酸的电化学性质,对亚硝酸根离子具有较好的催化活性。
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O641.4
【参考文献】
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本文编号：
2757551
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