基于Keggin与Dawson型多金属氧酸盐有机—无机杂多化合物的研究

论文摘要

本文通过水热的方法构筑了两种新颖的杂多化合物Cu2（4-4’bipy）3（H2O）4(HBW12O40)]·3H2O，[（4,4’-bipy）4(H6P2W18O64)]·2H2O。化合物1采用Keggin型[BW512O40]-结构多金属氧酸盐为基本建筑单元，以4,4’-bipy为配体作为有机组分，利用铜原子作为桥连金属，通过调整反应温度，原料配比，反应时间，反应物pH等实验条件，构筑的一种结构新颖的有机-无机杂多化合物[Cu2（4,4’-bipy）3（H2O）4(HBW12O40)]·4H2O （1）（bipy=4,4’-bipy）。化合物1属于单斜晶系，晶胞参数为a=13.116（5），b=15.760（5），c=14.792（5），β=94.418（5）°，V=8941（4）3。通过红外光谱，热重分析仪，单晶X-射线，粉末衍射等手段对化合物1进行分析。分析结果表明在1中，化合物1的是由近似平面正方形结构双核铜[Cu2（bipy）3（H2O）4]亚单元和Keggin型[BW12O40]5-多金属氧酸盐组成的。[Cu2（H2O）2]4+亚单元和Keggin型[BW12O40]5-多金属氧酸盐交替连接形成多孔多悬臂的二维层状结构，进一步，类似拉锁，每个悬臂都插入到相邻的二维层的孔洞中,在此2D→3D（dimension）变化的过程中形成了新颖的插指型结构。据我们所知，化合物1为首例由双核铜与多酸组装的插指型结构。本文对化合物1的性质进行了磁性研究，磁性的研究结果表明化合物1具有反铁磁性作用。并且我们用化合物1制作成碳糊电极对其电化学性质在论文中做了详细研究，结果显示化合物1还具有优秀的电化学稳定性及电催化活性。1.采用Dawson型多酸为无机单元，以刚性bipy为配体作为修饰的有机组分，设计合成了具有超分子结构的化合物[（bipy）4(H6P2W18O64)]·2H2O（2）（bipy=4,4’-bipy），化合物属于三斜晶系晶胞参数为a=14.030（5），b=16.394（5），c=20.932（5），β=94.418（5）°，V=8941（4）3。α=83.855（5）°，β=72.401（5）°，γ=67.243（5）°，V=4232（2）3。通过单晶X-射线，对化合物结构进行了分析通过分析证明了在化合物2中Dawson型阴离子簇之间通过分子间作用力连接在一起，与有机分子之间是通过氢键作用相连，形成了超分子组装体。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 多金属盐酸盐的发展历史
• 1.2 多酸的基本结构
• 1.3 多金属氧酸盐的研究进展
• 1.3.1 基于同多阴离子的化合物
• 1.3.2 基于杂多阴离子的化合物
• 1.4 选题依据和研究内容
• 第2章 杂多化合物的合成方法简介与实验仪器
• 2.1 杂多化合物的制备方法与原理
• 2.1.1 多酸母体的制备方法
• 2.1.2 水热合成方法
• 2.1.3 实验仪器和药品
• 2.2 本章小结
• 第3章 Keggin 型硼钨酸盐与双核铜构筑的新型化合物
• 3.1 引言
• 2（bipy）₃（H₂O）₄(HBW₁₂O₄₀)]·3H₂O （1）合成方法'>3.2 化合物[Cu₂（bipy）₃（H₂O）₄(HBW₁₂O₄₀)]·3H₂O （1）合成方法
• 5BW₁₂O₄₀·H₂O 母体合成方法'>3.2.1 α-K₅BW₁₂O₄₀·H₂O 母体合成方法
• 3.2.2 化合物 1 合成方法
• 3.3 化合物 1 表征
• 3.3.1 化合物 1 红外光谱分析
• 3.3.2 化合物 1 晶体结构分析与讨论
• 3.3.3 化合物 1 热重分析
• 3.3.4 化合物 1 粉末衍射分析
• 3.3.5 化合物 1 电化学性质
• 3.3.6 化合物 1 的磁性
• 3.4 本章小结
• 第4章 Dawson 型超分子化合物的合成与性质研究
• 4.1 引言
• 4(H₆P₂W₁₈O₆₄)]·2H₂O （2）合成'>4.2 超分子化合物[（bipy）₄(H₆P₂W₁₈O₆₄)]·2H₂O （2）合成
• 6(P₂W₁₈O₆₄)·12H₂O 母体模板合成方法'>4.2.1 K₆(P₂W₁₈O₆₄)·12H₂O 母体模板合成方法
• 4.2.2 目标化合物 2 合成方法
• 4.3 化合物 2 表征
• 4.3.1 化合物 2 红外光谱分析
• 4.3.2 化合物 2 单晶 X-ray 数据分析
• 4.3.3 化合物 2 的热重分析
• 4.3.4 化合物 2 的电化学性质
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢