【摘 要】
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多金属氧酸盐,又叫做多酸（英文写作polyoxometalates,POMs）,是一类由过渡金属组成的金属-氧簇结构。由于多酸所具有的独特的结构特征,使得其具有十分广泛的物理化学性质,具有氧化还原的高度稳定性及可逆性,可以参与快速可逆的多电子转移反应且不改变自身基本结构,因其独特的电化学性质,被称作电子海绵。使用POM团簇作为催化剂,比一般的催化剂更具有优势,比如结构功能可控,电子电荷传导迅速,稳
【基金项目】
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国家自然科学基金； 青年科学基金（编号:21971221,21401162）；
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多金属氧酸盐,又叫做多酸（英文写作polyoxometalates,POMs）,是一类由过渡金属组成的金属-氧簇结构。由于多酸所具有的独特的结构特征,使得其具有十分广泛的物理化学性质,具有氧化还原的高度稳定性及可逆性,可以参与快速可逆的多电子转移反应且不改变自身基本结构,因其独特的电化学性质,被称作电子海绵。使用POM团簇作为催化剂,比一般的催化剂更具有优势,比如结构功能可控,电子电荷传导迅速,稳定性高,反应活性大等。因此多酸在医学,抗肿瘤,电化学,催化等等领域都有着广泛的应用。本文中我们利用不同种类的多酸与超分子结合,构筑了新颖的催化材料并探究了其催化性能,主要研究内容和结论如下:1.利用 Well-Dawson 型的氧化态磷钨酸 H6[P2W18O62]·24H2O（oxi-[P2W18O62]6-）,通过铝箔的还原作用,制备了较为稳定的还原态磷钨酸晶体及杂多蓝的晶体H10[P2W18O62]·27H2O（red-[P2W18O62]10-）。并利用其稳定的氧化还原性能,将硝酸银还原为银纳米粒子,并结合拥有多活性位点及独特空腔结构的巯基环糊精,共同负载在石墨烯的表面。制备得到了 rGO@P2W18@Ag@CD-SH的四组分单分散的三维纳米复合材料催化剂,在复合材料合成的过程中red-[P2W18O62]10-失去电子被氧化成oxi-[P2W18O62]6-。对催化硼氢化钠还原对硝基苯酚做实验探究,结果表明复合材料可以在室温条件无外力的作用下,在1分钟内使对硝基苯酚被还原为对氨基苯酚,并且催化能力随温度上升会有所提高。2.利用手性修饰的6-环己二胺-β-环糊精（CD1）,并利用red-[P2W18O62]10-将石墨烯部分还原,共同负载在石墨烯上得到rGO@P2W18@CD1三组分单分散的三维纳米复合材料。并通过XRD,RT-IR,Raman,TGA,SEM及TEM等表征对材料组成进行了验证,同时以丙酮与对硝基苯甲醛的羟醛缩合反应为实验对象,验证复合材料对Aldol反应的催化效果。3.将 18-冠-6与不同结构的多酸相结合,制备两种不同的晶体（NH4）2（C12O6）2[Zn（H2O）6]2[Zn6（H2O）6（SbW9O33）2]·10H2O 和 Na3ClHPW12O40（H24C12O6）3（CH3 CN）4·6H2O。并通过XRD,FT-IR,Raman,TGA等基础表征对晶体结构进行了验证。分别进行了电催化析氢与电催化亚硝酸根还原的反应以验证晶体材料的催化性能。发现Zn6@Crown和PW12@Crown在HER过程中具有较高的催化活性,且稳定性较好;而对于NO2-的还原也有一定的催化效果,且氧化还原过程表面可控。
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