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无机杂多酸类簇合物的合成与结构修饰

刘晓玲  
【摘要】: 多金属氧酸盐(POMs)化学发展至今已有一百多年的历史,此类化合物是一类含氧的多核配合物。这类配合物可分为同多酸类阴离子和杂多酸类阴离子。构成多金属氧酸盐的基本结构单元主要为MO6八面体和XO4四面体,多面体之间通过共角、共边或共面相连形成多种不同的阴离子结构。其在催化、生物、医药、分析化学和材料科学等领域具有广阔的应用前景。 本论文以多金属氧酸盐为研究对象,进行合成和结构修饰方面的工作。主要研究结果如下: 1.合成了系列修饰前体4,5-咪唑二羧酸,Na_3(PO_2NH)_3,TPT以及Na9PW9O34,并用红外、XRD、热重分析等测试手段对此系列化合物进行了表征。 2.探索不同种类的起始物、pH值等反应条件对形成结构的影响。通过水热合成的途径制备了四种多酸化合物: [Cu(en)_2][(en)_2][(H_6W_(12)O_(42))].18H2O(1), {[Cu(en)_2(OH)]_2(en)[Cu(en)_2]}(P_2W_(18)O_(62))].8H_2O(2),[Cu(en)_2(H_2O)]_2[Cu(en)_2]_2[CuV_2W_(12)O_(46)].3H_2O(3)和{[EMIM]_5(en)[(SiW_(12)O_(40))1.5](4)。结构分析表明化合物1属于同多酸盐类,通过[Cu(en)2]2+片段将多酸连接成一条一维螺旋链,晶格中含有十八核水簇和游离的en分子,通过氢键连接成三维超分子网络。而化合物2中的多酸阴离子为Wells-Dawson结构,通过en与多酸阴离子的氢键作用形成3D超分子化合物。化合物3是一例2D超分子化合物,所含多酸阴离子单元为盖帽状Keggin结构。化合物4的多酸阴离子[SiW12O40]4-属于Keggin结构,与咪唑环阳离子等通过氢键和静电相互作用形成一种3D超分子化合物。 3.利用已经合成的Dawson型等多酸阴离子为前体化合物,探索在溶剂热条件下利用含氮类配体TPT,含氧配体羧酸分子对多核簇的取代效应,通过基团的修饰作用来探索新型功能光敏材料的制备与合成。


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