金属—氧簇合物的合成、结构与性能

金属—氧簇合物的合成、结构与性能

论文摘要

本论文主要研究金属-氧簇合物的合成、结构和性能,旨在合成出具有新颖结构的金属-氧簇合物及簇聚物,探讨合成条件对合成结果的影响,并研究其相关性能。1.合成了三个新的Keggin结构钨-钒-氧簇合物和四个新的Keggin结构钼-钒-氧簇合物(第三章),其中化合物1是首例单帽单支撑的Keggin结构钨-钒-氧簇合物。化合物2是首例以Keggin结构钨-钒-氧簇为构筑单元,通过新颖的四核铜簇[Cu4(2,2’-bipy)4(H2O)2(PO4)2]2+桥连而成的簇聚物。化合物3的不对称单元中含有两个[PW2V10O40(VO)2]11-簇阴离子,这是首例钒的含量大于钨的钨-钒-氧簇;其中一个簇阴离子与两个[Cu(2,2’-bpy)2H2O]2+配合物阳离子以共价键相连接而成二支撑结构,这种结构类型的钨-钒-氧簇也是首次被发现。化合物4和5是罕见的具有三支撑分立结构的钼-钒-氧簇合物。化合物6是在一个不对称单元中包含两个簇阳离子的二帽Keggin结构钼-钒-氧簇合物。化合物7是少见的具有六帽Keggin结构的钼-钒-氧簇合物,在经典Keggin结构钼-氧簇阴离子[PMo12O40] 3-上帽合六个(VO)基团而构成。2.合成了四个新的Keggin结构钨-氧簇合物和两个新的钼-氧簇合物(第四章),化合物8和11是具有二支撑结构的钨-氧簇合物,而化合物8又通过K+桥连成一维链状结构。化合物9和10都是经典Keggin结构钨-氧簇合物,其中化合物10同时含有经典Keggin结构和pseudo-Keggin结构两种类型的簇阴离子。化合物12是具有经典Keggin结构的钼-氧簇合物,并且通过氢键作用形成一维超分子链状结构。化合物13是具有二帽Dawson结构的分立砷-钼-氧簇合物。3.合成了两个钒-氧簇合物(第五章),化合物14和15是以钒-氧簇为结构单元,与过渡金属配合物阳离子相连成为多金属环状结构,然后通过桥氧连接而成的二维簇聚物。4.对所合成的化合物进行了元素分析,红外光谱、光电子能谱和电子顺磁共振等多种谱学表征,研究了主要化合物的热稳定性和磁学性能,为进一步探索化合物功能特性与结构的关系提供了物质基础。

论文目录

  • 提要
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 引言
  • 1.2 金属-氧簇
  • 1.3 同多金属-氧簇
  • 6O19)'>1.3.1 Lindqvist 结构(M6O19)
  • 1.3.2 其它重要同多金属-氧簇
  • 1.4 Keggin结构金属-氧簇
  • 1.4.1 Keggin结构钼-氧簇
  • 1.4.2 Keggin结构钨-氧簇
  • 1.4.3 Keggin结构钒-氧簇
  • 1.4.4 Keggin结构钼-钒-氧簇
  • 1.4.4.1 二帽Keggin 结构钼-钒-氧簇
  • 1.4.4.2 四帽Keggin 结构钼-钒-氧簇
  • 1.4.4.3 六帽Keggin 结构钼-钒-氧簇
  • 1.4.5 Keggin结构钨-钒-氧簇
  • 1.5 Dawson结构金属-氧簇
  • 1.6 本课题研究的目的、意义及主要成果
  • 1.6.1 本课题研究的目的和意义
  • 1.6.2 本课题主要成果
  • 第二章 实验原理、方法和药品
  • 2.1 实验原理
  • 2.1.1 水热与溶剂热合成技术
  • 2.1.2 反应介质
  • 2.1.3 水热合成化学特点
  • 2.1.4 水热合成应用
  • 2.2 实验方法
  • 2.2.1 X-射线单晶结构分析
  • 2.2.2 元素分析
  • 2.2.3 红外光谱分析
  • 2.2.4 热分析
  • 2.2.5 变温磁化率
  • 2.2.6 电子能谱
  • 2.2.7 电子顺磁共振
  • 2.3 实验药品
  • 第三章 钨-钒-氧和钼-钒-氧簇合物的合成与表征
  • 3.1 引言
  • 3.2 化合物1-7 的合成
  • 3.3 化合物1-7 的X-射线单晶结构分析结果
  • 3.4 钨-钒-氧簇合物的单晶结构、磁性及表征
  • 3.4.1 晶体结构描述
  • 3.4.1.1 化合物1 的晶体结构描述
  • 3.4.1.2 化合物2 的晶体结构描述
  • 3.4.1.3 化合物3 的晶体结构描述
  • 3.4.2 磁性分析
  • 3.4.2.1 化合物1 的磁性
  • 3.4.2.2 化合物2 的磁性
  • 3.4.2.3 化合物3 的磁性
  • 3.4.3 相关表征
  • 3.4.3.1 红外光谱
  • 3.4.3.2 光电子能谱
  • 3.4.3.3 热重分析
  • 3.5 钼-钒-氧簇合物的单晶结构、磁性及表征
  • 3.5.1 晶体结构描述
  • 3.5.1.1 化合物4 的晶体结构描述
  • 3.5.1.2 化合物5 的晶体结构描述
  • 3.5.1.3 化合物6 的晶体结构描述
  • 3.5.1.4 化合物7 的晶体结构描述
  • 3.5.2 磁性分析
  • 3.5.2.1 化合物4 的磁性
  • 3.5.2.2 化合物5 的磁性
  • 3.5.3 相关表征
  • 3.5.3.1 红外光谱
  • 3.5.3.2 光电子能谱与电子顺磁共振
  • 3.5.3.3 热重分析
  • 3.6 合成讨论
  • 3.7 本章小结
  • 第四章 钨-氧与钼-氧簇合物的合成与表征
  • 4.1 引言
  • 4.2 化合物8-13 的合成
  • 4.3 化合物8-13 的X-射线单晶结构分析结果
  • 4.4 钨-氧簇合物的单晶结构、磁性及表征
  • 4.4.1 晶体结构描述
  • 4.4.1.1 化合物8 的晶体结构描述
  • 4.4.1.2 化合物9 的晶体结构描述
  • 4.4.1.3 化合物10 的晶体结构描述
  • 4.4.1.4 化合物11 的晶体结构描述
  • 4.4.2 化合物8 的磁性分析
  • 4.4.3 相关表征
  • 4.4.3.1 红外光谱
  • 4.4.3.2 光电子能谱
  • 4.4.3.3 热重分析
  • 4.5 钼-氧簇合物的单晶结构及表征
  • 4.5.1 晶体结构描述
  • 4.5.1.1 化合物12 的晶体结构描述
  • 4.5.1.2 化合物13 的晶体结构描述
  • 4.5.2 相关表征
  • 4.5.2.1 红外光谱
  • 4.5.2.2 光电子能谱
  • 4.6 合成讨论
  • 4.7 本章小结
  • 第五章 钒-氧簇合物的合成与表征
  • 5.1 引言
  • 5.2 化合物14-15 的合成
  • 5.3 化合物14-15 的X-射线单晶结构分析结果
  • 5.4 钒-氧簇合物的单晶结构、磁性及表征
  • 5.4.1 晶体结构描述
  • 5.4.1.1 化合物14 的晶体结构描述
  • 5.4.1.2 化合物15 的晶体结构描述
  • 5.4.2 化合物14 的磁性
  • 5.4.3 相关表征
  • 5.4.3.1 红外光谱
  • 5.4.3.2 光电子能谱
  • 5.5 本章小结
  • 第六章 结论
  • 6.1 研究成果
  • 6.2 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简历
  • 摘要
  • Abstract
  • 附录
  • 相关论文文献

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