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杂多酸和2,2-联吡啶-4,4-二甲酸/4-甲酸铜配合物的复合物的结构和性能

杨惠  
【摘要】:Keggin型杂多酸在功能材料的发展过程中扮演着重要的角色,它可以和金属有机配合物复合形成的新型有机-无机复合材料。本文合成了 11例新型有机-无机复合物,并对这些复合物进行了 X-射线粉末衍射、X-射线单晶衍射、傅里叶红外光谱、元素分析等表征。具体如下:1.在高温下得到了 复合物{Cu9(bpdc)6(H2O)4(OH)2[SiW12O40]}·9H2O(1)、{Cu9(bpdc)6(H2O)3(OH)3[PW12O40]}·9H2O(2)、{Cu9(bpdc)6(H2O)3(OH)3[PMo12O40]}.9H2O(3)、[Cu5(Hbpdc)2(bpdc)2(H2O)4(S1W12O40)].6H2O(4)、{[Cu(H2bpdc)(Cl)2]2(H20)[SiW12O40]}.38H20(5)和 {[Cu(H2bpdc)(H20)Cl][Cu(H2bpdc)(H2O)3][PMo12O40]}·25H2O(6)。从单晶数据可以看出复合物1-3属于三方晶系中的R3c空间群,三种复合物的三维结构均是由一个多酸阴离子被六个金属有机配合物包围堆积而成;复合物4的空间群属于单斜晶系中的C2/c,复合物中具有三种Cu(Ⅱ)离子,其中双核配位的Cu2,通过Cu1相连在ab面和bc面形成了二维框架,多酸阴离子通过配位键镶嵌在金属有机配体的框架中形成二维空间结构。另外,复合物中的Cu3通过O10连接相邻层的杂多酸阴离子,以及通过024连接相邻的二维有机层,通过配位键的作用形成了三维结构。复合物5属于正交晶系,空间群为Immm,是一种基于Cu(Ⅱ)离子和H2bpdc分子修饰的双担载Keggin型新型有机-无机复合物。而复合物6属于单斜晶系中的P2/n空间群,是一种基于Cu(Ⅱ)离子和H2bpdc分子修饰的含有两种六配位呈现出八面体几何构型的金属Cu离子的三担载Keggin型新型有机-无机复合物,这六种复合物在一定的温度、湿度范围内均具有良好的质子导电率。2.我们使用 Keggin 型杂多酸α-H4SiW12O40·24H2O 与 Hbpdc 以及 CuC12·2H2O 得到 了三 个 新 型 有 机-无 机 复 合 物:{[Cu(Hbpdc)(H2O)2][Cu(Hbpdc)(H2O)2][S1W12O40]}·11.5H2O(7)、{[Cu8(Hbpdc)2(bpdc)6(H20)2(Cl)2][SiW12O40]2}.5H2O(8)以 及{[Cu12(bpdc)12(H2O)3(Cl)6][SiW12O40]}H2[SiW12O40](9)。X-射线单晶衍射数据显示复合物7-9同属于单斜晶系,但是复合物7和8属于P21/c空间群,复合物9的空间群则为R3。复合物7是一种基于Cu(Ⅱ)离子和Hbpdc分子修饰的三担载Keggin型新型有机-无机复合物,该复合物的分子单元通过配位键的作用形成一维链结构且两条一维链通过多酸阴离子端氧之间的短距离接触连接形成了一维双链,且溶剂分子填充在其三维结构的亲水桶道中。复合物8是四担载的Keggin型新型有机-无机复合物。同样的,通过复合物7-9在温度范围为25摄氏度至100摄氏度、相对湿度在35%~98%的条件下的阻抗测试结果可以看出,三种物质均具有较好的质子传导率。3.我们又将Keggin型杂多酸α-H3PW12O40·6H2O与2,2'-联吡啶-4,4'-二甲醇(dbhybp)和CuC12·6H20复合的金属有机配合物通过常温下混合得到了 2例新型有机-无机复合物:{[Cu(dbhybp)(H2O)(Cl)(CH3CN)]2[PW12O40]}·4H2O(10)、复 合 物:{[Cu(dbhybp)2]2(Cl)][PW12O40]}·4H2O(11)。复合物11与复合物10的不同之处在于复合物11中的Keggin型杂多酸阴离子并没有参与配位,而是游离在其金属有机框架的二维层中。


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