论文摘要
杂多酸作为一类含有氧桥的多核配合物,在固体状态下,它主要由质子、杂多阴离子与水（结构水和结晶水）组成。Keggin型结构杂多酸拥有一个独特的离子结构,是一种优良的低温质子传导电解质。本论文的主要研究内容是基于Keggin型杂多阴离子构筑块,设计并合成了一系列无机-有机复合物。首先,通过质子化水簇,过渡金属离子水簇,Keggin型杂多阴离子和N-氧化吡啶-4-甲酸（HINO）的自组装成功地合成了化合物1-6,并对这些化合物进行了谱学表征、热重分析、晶体学结构表征、质子导电性能测试等。在这六个化合物中,有机分子HINO ,过渡金属离子水簇[M（H2O）8]2+（M=Co,Ni,Mn,Zn,Cu） ,H+（H2O）n（n=2,2.5,3）和Keggin型杂多阴离子通过非共价相互作用组成相似的三维超分子骨架。Keggin型杂多阴离子、过渡金属离子水簇、以及质子化水簇有规则地分散在有机分子HINO构筑的氢键网络结构里。有趣的是,Keggin型[PM12O40]3-（M=Mo/W）杂多阴离子形成了一维聚合阴离子链。紫外光谱分析结果表明这些化合物是难溶于水的;热重分析结果表明这些化合物在100°C以下比较稳定,结构没有发生改变,在200°C虽然失去了结晶水,但其结构还是比较稳定的;X射线粉末衍射数据表明质子电导率测量前后的粉末样品有相同的超分子骨架,化合物在测量前后并没有发生变化;红外分析结果表明表明在化合物中Keggin型杂多阴离子与有机分子HINO是以游离的形式存在的,氢键网络结构没发生变化,化合物的导电是有机分子HINO,水簇以及Keggin型杂多阴离子之间的非共价的相互协同作用的结果;交流阻抗法测试结果表明六种化合物在温度为85-100°C范围内相对湿度为98%时电导率均达到10-3S·cm-1。实验结果表明化合物1-6具有良好的导电性,是一类新型的低温质子传导材料。其次,以N, N’-二氧化-4, 4’-联吡啶（dpdo）作为配体,Keggin型结构杂多阴离子,金属铷离子Rb+为原料合成了一种无机-有机复合物,即化合物7,Keggin型杂多阴离子、配位阳离子交替出现在有机分子dpdo构筑的带有氢键网的二维层状结构中,成功地合成了一个由修饰的Keggin型杂多阴离子作为客体的带有特殊的一维通道的基于dpdo的三维无机-有机复合物。最后,用席夫碱1,4-双（4-咪唑基）-2,3-氮杂-1,3-丁二烯（配体L）,过渡金属镍离子Ni2+和Keggin型杂多阴离子,合成了两种基于Keggin型杂多阴离子与金属-席夫碱配位阳离子的超分子化合物。在化合物8-9中,金属-席夫碱配位阳离子形成的阳离子层与Keggin型杂多阴离子构成的阴离子层交替出现。杂多阴离子不仅影响金属-席夫碱配位阳离子的形成,而且还起着平衡电荷的作用。