不同端基配体修饰的夹心型多金属氧酸盐的合成、结构及其性质研究

论文摘要

多金属氧酸盐（简称为多酸）是一种金属氧簇,最近几年吸引了人们的广泛注意。过渡金属取代的多酸发展迅速,不仅因为它们多种多样的结构,更因为它们在分析科学,材料科学,催化,医学等方面的潜在应用。其中,夹心型多酸化合物是一个大的家族,无论在基础研究,还是在应用方面都引起了国内外的广泛关注,这可以归因于杂原子及夹层中过渡金属簇的种类及数目的多样性,以及大的摩尔质量,高的负电荷,多个磁性中心。本论文以不同的三缺位的Keggin型多金属氧酸盐为基本构筑单元,利用常规水溶液合成方法,通过调节不同的pH,制备了两个新的含有多核过渡金属簇的“三明治”型多金属氧酸盐:1.有机基团取代配位水分子的夹心型多酸化合物:Na10（HC3H4N2）{[Na（H2O）][Mn（C3H4N2）]3[SbW9O33]2}·20H2O （1）化合物1是由两个三缺位的Keggin [SbW9]单元,一个三核锰簇,四个咪唑分子和十一个金属钠原子构成的夹心型杂多钨酸盐。每一个锰原子都和一个咪唑分子配位。钠原子通过O–Na–O键将聚阴离子连接起来形成了一个2D层状结构。磁性研究表明,较弱的反铁磁耦合作用存在于夹层上的三核锰簇[Mn（C3H4N2）]3中。2.未取代配位水分子的夹心型多酸化合物: （C4H7N2）10[Mn4（H2O）2(PW9O342] （2）化合物2是由一个四核锰簇,两个三缺位的Keggin型[PW9]单元和十个2-甲基咪唑分子构成的夹心型杂多钨酸盐。四个锰原子在同一个平面上以一个规则平行四边形的形式,形成了一个四金属簇M4-（H2O）2。10个自由的质子化的2-甲基咪唑分子通过氢键作用将聚阴离子连接起来形成了一个3D超分子结构。两个化合物都通过X-射线单晶衍射确定了它们的结构,并通过IR光谱,TG,元素分析和XRD对它们进行了表征。另外,我们还研究了化合物1的磁行为。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 前言
• 1.1 多金属氧酸盐的研究历史简介
• 1.2 多金属氧酸盐的结构
• 1.2.1 多金属氧酸盐的经典结构
• 1.2.2 Keggin 型多金属氧酸盐的衍生结构
• 1.3 多金属氧酸盐的结构特性
• 1.4 多金属氧酸盐的合成方法
• 1.4.1 常规合成方法
• 1.4.2 水热合成
• 1.5 多金属氧酸盐的结构研究进展
• 1.5.1 有机配体修饰的夹心型多金属氧酸盐
• 1.5.2 具有螺旋或手性结构的多金属氧酸盐
• 1.5.3 巨型混合价高聚合度的多金属氧酸盐
• 1.5.4 高维多孔化的多金属氧酸盐
• 1.6 选题目的及意义
• 1.7 试剂及分析仪器
• 第二章 基于三核锰簇和咪唑配体的功能化的夹心型多金属氧酸盐的合成、结构及性质研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 化合物1 的合成
• 2.3 X-射线单晶结构分析和讨论
• 2.3.1 晶体的结构测定
• 2.3.2 化合物的单晶结构描述
• 2.4 表征
• 2.4.1 IR 光谱吸收研究
• 2.4.2 X-射线粉末衍射测定（XRPD）
• 2.4.3 热力学稳定性
• 2.4.4 磁性质研究
• 2.5 小结
• 第三章 基于四核锰簇的夹心型多金属氧酸盐的合成、结构及性质研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 化合物2 的合成
• 3.3 X-射线单晶结构分析和讨论
• 3.3.1 晶体的结构测定
• 3.3.2 化合物的单晶结构描述
• 3.4 表征
• 3.4.1 IR 光谱吸收研究
• 3.4.2 X-射线粉末衍射测定（XRPD）
• 3.4.3 热力学稳定性
• 3.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 在学习期间公开发表论文情况