金属/咪唑类配体修饰多金属氧酸盐合成及性质研究
为了探索水热条件下合成无机有机杂化化合物的影响因素，拓宽现有认知范围，本文以咪唑类配体作为有机配体，结合过渡金属离子(Cu2+/Cu+、Ag+、Co2+等)来修饰不同类型的多酸阴离子，合成结构新颖的多酸基无机-有机杂化化合物。同时，初步研究化合物的部分性质，揭示化合物结构与性能的关系。 本文利用水热技术合成了24个多酸基无机-有机杂化化合物。采用红外（IR）、热重（TG）、X-射线单晶衍射技术、X-射线粉末衍射(PXRD)、光电子能谱(XPS)等分析技术对以上化合物的结构进行了系统的表征，并对部分化合物的电化学、光催化和荧光等性质进行深入地研究。具体结果如下： 1.金属/咪唑类配体修饰的Keggin型多酸。 分别以Ag/bim和Cu/bim为基础反应体系，在一定反应条件下，通过引入带有不同电荷的Keggin结构多酸阴离子[PW12O40]3-，[GeW12O40]4-和[BW12O40]5-得到了化合物1-4。保持制备化合物4的反应原料和其他反应条件不变，仅通过调变反应的pH值得到了化合物5。运用类似的实验方法，调变配体为bimb或itmb，选用[PMo12O40]3-多酸阴离子、不同的金属盐得到了化合物6-14。其中化合物6具有新颖的四重叉指层结构；调变配体，以[PMo12O40]3-为多酸阴离子得到化合物7，化合物7-11为异质同构化合物，均展示了由新颖的螺旋桨状金属配合物键合多酸形成的一维链，链和链之间又相互穿插形成了三维叉指结构，化合物12中多酸阴离子连接银配合物链得到2D层结构，化合物13中Ag2配合物穿插在由金属配合物和多酸组成的2D层中，得到罕见的2D+0D结构，化合物14中多酸阴离子连接银配合物链得到3D结构。 2.金属/咪唑类配体修饰的Wells-Dawson型多金属氧酸盐。 以Ag/bim为基础反应体系，利用水热合成技术，通过引入 Dawson型多酸阴离子[P2W18O62]6-，得到了含有双核银簇{Ag2}的化合物15。在相同反应原料和反应条件下，引入第二配体im，得到含有无限银链{Ag∞}的化合物16。保持反应原料不变，调变配体为itmb得到化合物17。再调变金属离子为Cu，得到化合物18。 3.金属/咪唑类配体修饰的同多钼酸盐。 以Cu/bimb为基础反应体系，通过调变投料中钼的存在形式，得到具有超分子结构的化合物19和具有多酸官能化的化合物20。调变配体为itmb，得到具有由内消旋螺旋链和左/右手螺旋链组成的三维结构的化合物21。再调变金属为配位模式简单的钴离子，得到化合物22。化合物22具有由新颖的同钼酸链连接配合物而成的二维层状结构。 4.金属/咪唑类配体修饰的钼硫簇。 以Waugh型多酸为原料，选择bimb为有机配体得到化合物23和24。化合物23中含有未见报道的无机建筑块钼硫簇Mo17S8，化合物24是首例具有以硫为中心杂原子的四钒帽四支撑结构的多钼酸盐。 5.本文对所制备化合物的电化学、光催化和荧光等性质进行深入地研究。代表性的工作如下：由于多酸与金属具有协同催化作用，化合物15和16对罗丹明B的降解有很好的光催化性能；化合物15，16，21和22具有荧光性质，是稳定的潜在荧光材料；化合物10表现了优秀的电化学性质，不仅对碘酸钾的还原具有显著的电催化性能，同时对抗坏血酸的氧化具有催化活性，是罕见的双功能电催化材料。
多金属氧酸盐;无机-有机杂化化合物;水热合成;晶体结构;有机配体
哈尔滨理工大学
博士
材料学
马慧媛
2015
中文
O641.4
151
2016-01-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）