基于多金属氧酸盐的配合物的合成、表征及性质研究

论文摘要

通常,多阴离子或多金属氧酸盐（POMs）指前过渡金属元素（V、Nb、Ta、Mo、W）以其最高的氧化态形成的稳定的金属氧化物的簇合物。该类化合物其结构和电化学性质多样,并且在很多方面都有潜在的应用,例如:催化、药物和材料方面。尽管距离第一个POMs化合物的报道已有160多年,但仍有新的结构和未知的性质被发现。最近,关于这个领域的研究的一个热点就是设计和合成基于多金属氧酸盐的有机无机杂化材料,并且有许多方法已经获得了成功。其中之一就是在水热或者是溶剂热的条件下将POMs基本单元通过引进过渡金属配合物使它们桥连起来。过渡金属配合物将会很大程度上影响POMs的微结构,所以我们可以通过这种方法把POMs和过渡金属配合物的特性结合起来,从而合成出一些性质新颖的化合物。在这方面已经有许多的例子,包括零维、一维链状、二维网状以及三维的化合物。我们同样采用上述的原理,通过引进过渡金属阳离子作为桥链基团,并且它还起到平衡电荷、空间填充和结构导向剂的作用。在本论文中报道了八种新的基于多金属氧酸盐的化合物的合成和结构: [Cu（phen）（H2O）]3[（PO4）2Mo5O15]·5H2O （1） HNa[Cu（bpy）（H2O）]2[（PO4）2Mo5O15]·6H2O （2） [CuI（bpy）2]2{[CuII（bpy）]2PMoV3MoVI9O40} （3） H[Cu（bpy）（H2O）]{[Cu（bpy）]4（PO4）2}{PW11CuO39}·H2O （4） {[Cu（phen）2]2Cl}[PMo12O40]·2H2O （5） {[Cu（phen）2]2Cl}[PW12O40]·H2O （6） [Cu（phen）（H2O）2]2[H2As2Mo6O26] （7） [Cu（phen）（OH）]2[MoO4]·3H2O （8） （phen=1,10-phenanthroline, bpy=2,2’-bipyridine）它们都是通过溶剂热合成技术合成的,通过元素分析、IR、XPS、EPR、TGA和单晶X-射线衍射对其晶体结构进行了表征,并对化合物的热稳定性、磁学性质进行了初步的研究。单晶X-ray衍射分析表明化合物1是一个由{Cu（phen）（H2O）}2+连接{（PO4）2Mo5O15}6-多阴离子而形成的螺旋桨形的一维链状的化合物;同样化合物2也是基于{（PO4）2Mo5O15}6-多阴离子由{Cu（bpy）（H2O）}2+连接的一维链状化合物。化合物3由二帽型的还原型的α-Keggin多阴离子而构成,其中两个[CuII（bpy）]2+基团通过多阴离子上两个相对[Mo4O4]面上的四个桥联O而形成二帽型;并且化合物3在室温下表现出较强的荧光效应。化合物4是基于单缺Keggin阴离子{PW11CuO39}5-,其由Cu（bpy）2+和PO43-基团连接而形成一维链状;磁性分析表明化合物4存在反铁磁性。化合物5和6都是由{[Cu（phen）2]2Cl}反荷基团和{PM12O40}3- （M = Mo, W）多阴离子构成。化合物7是一个由{Cu（phen）（H2O）2}2+连接[H2As2Mo6O26]4-多阴离子而形成的一维链状的化合物;化合物8由一个MoO42-和两个OH-根桥联两个[Cu（phen）]2+构成。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1 前言
• 2 多金属氧酸盐概述
• 3 多金属氧酸盐结构的发展
• 3.1 具有螺旋或手性结构的多金属氧酸盐
• 3.2 巨型混合价高核多金属氧酸盐
• 3.3 具有无限延伸的一维链状的多金属氧酸盐
• 3.4 具有三维多孔结构的多金属氧酸盐
• 3.5 将多阴离子作为客体单元引入到超分子主体中
• 4 多金属氧簇的修饰和官能化
• 4.1 使用有机金属基团对金属氧簇表面进行修饰
• 4.2 使用羟基、羧基、烃氧基进行修饰的多金属氧酸盐衍生物
• 4.3 使用有机聚合物或有机共轭体系对多金属氧簇进行修饰
• 5 多金属氧酸盐的应用
• 5.1 多金属氧酸盐在催化化学方面的应用
• 5.2 多金属氧酸盐在医学方面的应用
• 5.3 多金属氧酸盐在材料化学方面的应用
• 5.4 多金属氧酸盐的其他应用
• 6 水热合成法
• 6.1 水热合成
• 6.2 水热合成的介质和矿化剂
• 6.3 水热合成的设备及操作技术
• 6.4 溶剂热合成
• 6.5 水热合成的特点（也为溶剂热合成的特点）
• 7 课题选题依据和意义
• 8 主要试剂及分析仪器
• 8.1 试剂
• 8.2 分析仪器
• 参考文献
• 4）₂Mo₅O₁₅}^6-一维链状的配合物的合成和性质研究的合成与性质研究'>第二章 两种新型的基于{（PO₄）₂Mo₅O₁₅}^6-一维链状的配合物的合成和性质研究的合成与性质研究
• 1 前言
• 2 实验部分
• 2.1 化合物1 的合成
• 2.2 化合物2 的合成
• 3 结果与讨论
• 3.1 合成部分
• 3.2 晶体结构
• 3.2.1 化合物1 的结构
• 3.2.2 化合物2 的结构
• 3.3 热重分析（TGA）
• 3.4 红外光谱和电子顺磁共振谱（IR and EPR）
• 4 结论
• 参考文献
• 第三章 两种新型的基于Keggin多金属氧酸盐的配合物的合成和性质研究
• 1 前言
• 2 实验部分
• 2.1 化合物3 的合成
• 2.2 化合物4 的合成
• 3 结果与讨论
• 3.1 合成部分
• 3.2 晶体结构
• 3.2.1 化合物3 的结构
• 3.2.2 化合物4 的结构
• 3.3 热重分析（TGA）和红外光谱（IR）
• 3.4 化合物3 的XPS 和荧光性质
• 3.5 化合物4 的磁学性质
• 4 结论
• 参考文献
• 第四章 两个零维的基于Keggin 型多金属氧酸盐的配合物的合成、结构及性质研究
• 1 前言
• 2 实验部分
• 2.1 化合物5 的合成
• 2.2 化合物6 的合成
• 3 结果与讨论
• 3.1 晶体结构
• 3.2 热重分析（TGA）
• 3 3 红外光谱分析（IR）
• 4 结论
• 参考文献
• 第五章 两个新的基于金属氧化物的配合物的合成和性质研究
• 1 前言
• 2 实验部分
• 2.1 化合物7 的合成
• 2.2 化合物8 的合成
• 3 结果与讨论
• 3.1 晶体结构
• 3.1.1 化合物7 的结构
• 3.1.2 化合物8 的结构
• 3.2 热重分析（TGA）
• 3 3 红外光谱分析（IR）
• 4 结论
• 参考文献
• 附录I 已发表文章
• 附录II 致谢
• 附录III 论文作者简介