基于多钒酸盐的三维框架结构的合成、表征及其性质研究

发布时间：2017-08-21 00:36

  本文关键词：基于多钒酸盐的三维框架结构的合成、表征及其性质研究

  更多相关文章： 多钒酸盐 水热合成 过渡金属取代 三维框架 电化学和电催化

【摘要】：本文通过水热技术合成了四例的多金属钒酸盐的纯无机或无机-有机杂化化合物,并对它们的结构和性质进行了研究。1.采用水热技术合成了两例基于{PV_(18)}单元和Mn连接体的三维纯无机框架材料,H_7[Mn_4(H_2O)_(11)V~(IV)_(18)O_(42)(PO_4)]·4H_2O(1)和[NH_4]_5H_6[Mn_2(H_2O)7V~(IV)_(18)O_(42)(PO_4)]·C_3H_(10)N_2·2H_2O(2)。化合物1与2的{PV_(18)}多阴离子的钒中心均是+4价态,因而形成了首次由杂多蓝构筑的纯无机三维框架结构。由于还原态的构筑单元导致了其具有更多的负电荷与周围的过渡金属相结合,化合物1和2的最小构筑单元中分别含有12个和5个过渡金属锰,不同的过渡金属数量形成不同的三维框架结构。在多酸化学中由于对称中心的移动或镜像可能造成的手性骨架的产生,而化合物2的晶体参数的Flack参数等于0.02(3)确认了化合物2具有完全的手性构型。化合物2通过手性对称残缺而结晶为手性晶态材料。这也是首次由非手性前驱体获得的还原态多钒酸盐构筑的手性材料。最后,我们还研究化合物1的电化学及电催化性能。2.采用水热技术合成两例新颖的基于{PV_(18)}单元和镍-有机胺单元的核壳结构模型,NH_4[Ni(dap)_2]_4[V_(12)~(IV)V_6~VO_(42)(PO_4)]·4H_2O(3)和NH_4[Ni(dap)_3]_4[V_(12)~(IV)V_6~VO_(42)(PO_4)](4)(dap=1,2-diaminopropane)。在化合物3和4的形成过程中,Ni与有机胺配位数及形成的Ni-dap单元的数量共同影响了不同种类的核壳结构。同时{PV_(18)}单元首次用于构筑核壳结构模型,为进一步理解核壳结构的定义与性能提供了晶态模型。化合物3和4还展现了良好的电催化还原过氧化氢和电催化氧化亚硝酸盐的特性。
【关键词】：多钒酸盐 水热合成 过渡金属取代 三维框架 电化学和电催化
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O627
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 前言7-23
• 1.1 多金属氧酸盐的概述7-8
• 1.2 多金属钒酸盐的研究进展8-15
• 1.2.1 同多钒酸盐的研究进展9-11
• 1.2.2 杂多钒酸盐的研究进展11-15
• 1.3 基于多钒酸盐的框架材料研究进展15-21
• 1.3.1 基于多钒酸盐的无机-有机杂化框架材料的研究进展15-19
• 1.3.2 基于多钒酸盐的纯无机框架材料的研究进展19-21
• 1.4 实验所用试剂和测试手段21-23
• 1.4.1 试剂21
• 1.4.2 测试仪器21-23
• 第二章 基于多钒酸盐的纯无机三维框架的合成及其电化学性能研究23-37
• 2.1 引言23
• 2.2 化合物1-2的制备23-24
• 2.2.1 化合物1-2的合成方法23-24
• 2.2.2 化合物1-2的合成讨论24
• 2.3 化合物1-2的结构和表征24-34
• 2.3.1 X-射线晶体学衍射数据的测定与收集24-25
• 2.3.2 化合物1-2的单晶结构25-29
• 2.3.3 化合物1-2的表征29-34
• 2.4 化合物1的电化学性能研究34-36
• 2.4.1 1-CPE电极的制备34
• 2.4.2 化合物1的电化学性能34-35
• 2.4.3 化合物1的电催化性能35-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第三章 基于多钒酸盐与过渡金属有机胺单元的核壳结构模型的构筑与表征37-49
• 3.1 引言37
• 3.2 化合物3-4的制备37-38
• 3.2.1 化合物3-4的合成方法37-38
• 3.2.2 化合物3-4的合成讨论38
• 3.3 化合物3-4的结构与表征38-46
• 3.3.1 X-射线晶体学衍射数据的测定与收集38-39
• 3.3.2 化合物3-4的晶体结构39-42
• 3.3.3 化合物3-4的表征42-46
• 3.4 化合物3和4的电化学和电催化性能46-48
• 3.4.1 3-CPE与4-CPE电极的制备46
• 3.4.2 化合物3和4的电化学性能46-47
• 3.4.3 化合物3和4的碳糊电极的催化性能47-48
• 3.5 本章小结48-49
• 参考文献49-54
• 结论54-55
• 致谢55-56
• 硕士期间公开发表论文情况56

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本文编号：709848