新型多钒氧酸盐的水热合成、晶体结构与性质表征

新型多钒氧酸盐的水热合成、晶体结构与性质表征

论文摘要

本文从水热合成方法入手,开展了对钒、钒钨同多及杂多金属氧酸盐化合物的合成、结构和性质研究,合成了七个未见文献报道的V-O簇合物,完成了X-线单晶结构解析,并以IR、DTA-TG、粉末XRD、EPR等手段对化合物的性质进行了表征。1.水热合成和结构解析了一个新的钒钨杂多金属氧酸盐化合物, [Co4(HPO3)2(C12H8N2)8(H2O)2(H3O)[PW9ⅥV3ⅣO40(VⅣO)2]·H2O(1),在化合物(1)中有一个新型的二帽假Keggin结构的杂多阴离子[PW9ⅥV3ⅣO40(VⅣO)2]5-和一个新的四核阳离子[Co4(HPO3)2(C12H8N2)8(H2O)2]4+,它们通过氢键相互作用形成具有三维超分子结构的化合物。化合物(1)是单斜晶系、空间群是P2(1)/c,a=13.321(3)(?),b=23.351(4)(?),c=18.877(4)(?),β=94.858(2)°,V= 5850.7(19)(?),Z=2。2.水热合成和结构解析了三个具有三维孔道结构的多钒氧酸盐化合物([Cu4V13ⅣV5ⅤO42(NO3)(C3H10N2)8]·10H2O)n(2) , {[Cu4V12ⅣV6ⅤO42(SO4) (C3H10N2)8]·10H2O}n(3)和{[Cu4V18O42(HCOO)(H2O)8]·12H2O}n(4)。结构分析表明化合物(2)和(3)是同构的,他们都是由钒氧簇阴离子[V18O42(XOy)]8-(X =N,y=3或X=S,y=4)和μ2-[Cu(C3H10N2)2]2+阳离子连接形成的具有经典ACO拓扑结构的化合物。化合物(2)是四方晶系、空问群是P4/nnc,a=b= 15.1128(12)(?),c=18.670(3)(?),V=4264.1(9)(?),Z=2;化合物(3)是四方晶系、空间群是P4/nnc,a=b=15.1131(10)(?),c=18.588(10)(?),V=4245.5(7) (?),Z=2。这两个化合物在[001]方向上的孔道尺寸约为(?)。化合物(4)是四方晶系、空间群是14/m,a=15.151(4)(?),b:15.151(4)(?),c= 18.607(10)(?),V=4271(3)(?),Z=2。3.水热合成和结构解析了一种含有{V16O32Cl)钒氧簇阴离子结构的化合物(C6H13N2)4V16O32Cl·2H2O(5)。它是由一个独立的{V16O32Cl)阴离子和一个游离的质子化的三乙烯二胺构成,质子化的三乙烯二胺起到了平衡电荷的作用,使其成为一个稳定的化合物。化合物(5)是立方晶系、空间群是F-43m,a =18.6284(17)(?),V=6464.4(10)(?),Z=2。4.水热合成和结构解析一种磷钒酸盐化合物Na4P2V5O17·7.67H2O(6),同时进行了性质表征。它是由PO4四面体作为桥连接着{V10O26}的建筑单元形成的一个三维的孔道结构,其中{V10O26)的建筑单元与{Na6O13P6}簇在空间位置上交替出现。PO4四面体作为桥是这个化合物的一个结构特点,在磷钒酸盐化合物结构中是第一次报道。化合物(6)是立方晶系、空间群C2/m,a= 15.9953(9)(?),V=4092.4(4)(?),Z=6。5.水热合成和结构解析一种新的一维链状结构的钒氧酸盐化合物Cu(phen)2V2O6(H2O)·H2O(7),在这个化合物中的钒原子是四配位的四面体结构,相邻的四面体共顶点进一步形成具有一维链状结构的化合物。化合物(7)是单斜晶系、空间群是P2(1)/c,a=16.644(4)(?),b=14.226(4)(?),c= 10.254(3)(?), B=97.339(3)°, V=2407.8(11)(?),Z=4。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 第1章 文献综述
  • 1.1 多酸化学
  • 1.1.1 杂多及同多金属氧酸盐
  • 1.1.2 多金属氧酸盐的合成
  • 1.2 多钒金属氧酸盐
  • 3O9]3-钒氧簇阴离子的结构'>1.2.1 [V3O9]3-钒氧簇阴离子的结构
  • 5O14]3-钒氧簇阴离子的结构'>1.2.2 [V5O14]3-钒氧簇阴离子的结构
  • 10O26]4-钒氧簇阴离子的结构'>1.2.3 [V10O26]4-钒氧簇阴离子的结构
  • 10O28]6-十钒酸盐阴离子的结构'>1.2.4 [V10O28]6-十钒酸盐阴离子的结构
  • 12O32]4-钒氧簇阴离子的结构'>1.2.5 [V12O32]4-钒氧簇阴离子的结构
  • 12V12O36(VO4)]4-阴离子的结构'>1.2.6 [H12V12O36(VO4)]4-阴离子的结构
  • 13O34]3-钒氧簇阴离子的结构'>1.2.7 [V13O34]3-钒氧簇阴离子的结构
  • 16O38(H2O)]7-和[V16O38(Cl)]8-阴离子的结构'>1.2.8 [V16O38(H2O)]7-和[V16O38(Cl)]8-阴离子的结构
  • 18O42]12-簇阴离子以及{V18O42(Cl)}和{V18O42(XO4))(X=V,S)阴离子结构'>1.2.9 [V18O42]12-簇阴离子以及{V18O42(Cl)}和{V18O42(XO4))(X=V,S)阴离子结构
  • 1.3 多酸化合物的应用
  • 1.3.1 生物、药物化学方面的应用
  • 1.3.2 催化领域的应用
  • 1.3.3 材料化学方面的应用
  • 1.3.4 分析化学方面的应用
  • 1.4 课题选择意义
  • 1.5 仪器与试剂
  • 1.5.1 试剂
  • 1.5.2 测试手段
  • 第2章 新的双帽假Keggin结构的钨钒磷酸盐化合物的合成、晶体结构和性质表征
  • 2.1 引言
  • 2.2 晶体合成
  • 4(HPO32(C12H8N2)8(H2O)2(H3O)[Pw9V3O40(VO)2]·H2O(1)的合成'>2.2.1 [Co4(HPO32(C12H8N2)8(H2O)2(H3O)[Pw9V3O40(VO)2]·H2O(1)的合成
  • 2.2.2 元素分析
  • 2.3 晶体结构
  • 2.3.1 X-射线晶体学衍射数据
  • 4(HPO32(C12H8N2)8(H2O)2(H3O)[PW9V3O40(VO)2]·H2O(1)的结构'>2.3.2 [Co4(HPO32(C12H8N2)8(H2O)2(H3O)[PW9V3O40(VO)2]·H2O(1)的结构
  • 2.4 性质表征
  • 2.4.1 红外光谱
  • 2.4.2 TG研究
  • 2.4.3 磁性研究
  • 2.5 小结
  • 第3章 三种新的三维孔道结构钒氧酸盐合成、晶体结构与性质表征
  • 3.1 引言
  • 3.2 晶体合成
  • 4V13V5O42(NO3)(C3H10N2)8]·10H2O}n(2)的合成'>3.2.1 {[Cu4V13V5O42(NO3)(C3H10N2)8]·10H2O}n(2)的合成
  • 4V12V6O42(SO4)(C3H10N2)8]·10H2O}n(3)的合成'>3.2.2 {[Cu4V12V6O42(SO4)(C3H10N2)8]·10H2O}n(3)的合成
  • 4V18O42(HCOO)8H2O]·12H2O)n(4)的合成'>3.2.3 {[Cu4V18O42(HCOO)8H2O]·12H2O)n(4)的合成
  • 3.2.4 三种化合物合成条件的比较
  • 3.2.5 合成条件的讨论
  • 3.3 晶体结构
  • 3.3.1 X-射线晶体学衍射数据
  • 4V13V5O42(NO3)(C3H10N2)8]·10H2O}n(2)和{[Cu4V12V6O42(SO4)(C3H10N2)8]·10H2O}n(3)的晶体结构'>3.3.2 {[Cu4V13V5O42(NO3)(C3H10N2)8]·10H2O}n(2)和{[Cu4V12V6O42(SO4)(C3H10N2)8]·10H2O}n(3)的晶体结构
  • 4V18O42(HCOO)8H2O]·12H2O)n(4)晶体结构'>3.3.3 {[Cu4V18O42(HCOO)8H2O]·12H2O)n(4)晶体结构
  • 3.4 性质表征
  • 3.4.1 红外光谱
  • 3.4.2 TG研究
  • 3.4.3 XRD粉末衍射
  • 3.4.4 磁性研究
  • 3.5 小结
  • 16O32}钒氧簇化合物的合成、晶体结构与性质表征'>第4章 一种新的含有{V16O32}钒氧簇化合物的合成、晶体结构与性质表征
  • 4.1 引言
  • 4.2 晶体合成
  • 6H13N2)4V16O32Cl·2H2O(5)的合成'>4.2.1 (C6H13N2)4V16O32Cl·2H2O(5)的合成
  • 4.3 晶体结构
  • 4.3.1 X-射线晶体学衍射数据
  • 6H13N2)4V16O32Cl·2H2O(5)的晶体结构'>4.3.2 (C6H13N2)4V16O32Cl·2H2O(5)的晶体结构
  • 4.4 性质表征
  • 4.4.1 红外光谱
  • 4.4.2 TG研究
  • 4.5 小结
  • 4}桥连接的三维结构的磷钒化合物的合成、晶体结构与性质表征'>第5章 一种新的由{PO4}桥连接的三维结构的磷钒化合物的合成、晶体结构与性质表征
  • 5.1 引言
  • 5.2 晶体合成
  • 4P2V5O17·7.67H2O(6)的合成'>5.2.1 Na4P2V5O17·7.67H2O(6)的合成
  • 5.3 晶体结构
  • 5.3.1 X-射线晶体学衍射数据
  • 4P2V5O17·7.67H2O(6)的晶体结构'>5.3.2 Na4P2V5O17·7.67H2O(6)的晶体结构
  • 5.4 性质表征
  • 5.4.1 红外光谱
  • 5.4.2.TG研究
  • 5.4 小结
  • 第6章 一种新的一维链状钒氧酸盐化合物的合成、晶体结构与性质表征
  • 6.1 引言
  • 6.2 晶体合成
  • 2V2O6(H2O)·H2O(7)的合成'>6.2.1 Cu(phen)2V2O6(H2O)·H2O(7)的合成
  • 6.3 晶体结构
  • 6.3.1 X-射线晶体学衍射数据
  • 2V2O6(H2O)·H2O(7)的晶体结构'>6.3.2 Cu(phen)2V2O6(H2O)·H2O(7)的晶体结构
  • 6.4 性质表征
  • 6.4.1 红外光谱
  • 6.4.2 TG研究
  • 6.5 小结
  • 第7章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录
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