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本论文以含有氮杂环取代基的有机物及腈基衍生物为配体,在水热或溶剂热的条件下,与多酸和Cu/Co离子自组装配位,合成了十个多酸基配合物,并对所得的十个化合物进行了如下表征:红外光谱(IR)、热重分析(TGA)、单晶X-射线衍射分析和粉末X-射线衍射分析(PXRD);我们还对化合物的电化学性质、对有机染料亚甲基蓝(MB)和罗丹明B(RhB)的光催化性质进行了进一步的研究。1.选取含有三氮唑氮杂环基团的3,5-双(1,2,4-三氮唑基)苯甲腈(DTCN)和3,5-双(1-咪唑基)苯甲腈(DICN)为原料,利用其在水热条件下能够发生原位水解反应,生成羧基配体的优势,通过改变反应的温度和多酸类型(从Keggin到Anderson型多阴离子),从而得到五种含有N-杂环取代基的腈基配体、原位构筑的多酸基配合物1-5。[Cu4ⅠCu2Ⅱ(OH)2(H2O)4(DTCA)4(HPMo10VIMo2VO39)]·2H2O(1)[Cu4(OH)2(H2O)2(DTCA)2(SiW12O40)]·11H2O(2){[Cu2Cl(H2O)(HDTCA)2[CrMo6(OH)6O18)]}·4H2O(3){[Cu(HDICA)2[CrMo6(OH)7O17)]}·13H2O(4){[Co2(H2O)2(HDTCA)2[CrMo6(OH)6O18)]}·4H2O(5)化合物1-5都是在水热条件下合成的,且配体均发生了原位转化反应,生成了羧基配体。但是,化合物1-2在170℃条件下得到的,结构中配体上羧基氧原子与金属中心离子形成了配位;而化合物3-5是在120℃下合成的,但配体上的羧基氧原子却不与金属离子配位。也就是说,反应温度对原位转化羧基氧原子的配位能力有着一定的影响。由于合成化合物选用的多酸类型不同,配体、多酸的链接及总体结构也有不同。化合物1是3D的结构,结构中{PMo12}多酸阴离子,通过共享一个端氧原子,形成一个1D的多酸链;这些1D多酸链与2D的金属-有机层,进一步连接成为一个3D的金属-有机框架结构。在化合物2中,{SiW12}多酸阴离子与1D的金属-有机链连接,形成一个2D的层;这些二维层,借助多酸的端氧原子,从而形成3D框架结构。化合物3-5均是用Anderson型阴离子{CrMO6},最终形成2D的层状结构。此外,1、3、4表现出一定的双功能电催化的性能;同时,化合物2对有机染料MB、RhB的降解,具有一定的光催化性能。2.选取含有甲基咪唑氮杂环基团的3,5-双(2-甲基-咪唑基)苯甲腈(DMICN)作为配体,结合铜离子、Keggin型多酸{SiW12}或Wells-Dawson型多酸{P2W18}多阴离子,在水/溶剂热条件下进行自组装,成功地得到了三个多酸基金属-有机配合物6-8。[Cu2(H2O)2(DMICN)4(SiW12O40)]·2DMA·13H2O(6)[Cu2(H2O)2(DMICN)4(SiW12O40)]·2DMA·19H2O(7)[Cu2ⅠCu2Ⅱ(H2O)2(HDMICA)4(P2W18O62)]·5H2O(8)DMA=N,N’-二甲基乙酰胺所得三个多酸基金属-有机配合物均是3D超分子结构。化合物6和7是在不同温度下的溶剂热条件下得到的,都是由{SiW12}阴离子与一维金属-有机链构筑的3D超分子框架结构;化合物8是在水热165℃条件下得到的,是由Wells-Dawson型{P2W18}多酸阴离子与金属-有机链,通过氢键作用构筑的3D超分子结构。研究发现,在温度较低的溶剂热体系中,结构中的腈基未能转化为羧基配体(6和7),而在水热条件下,却能够发生原位转化,生成羧基配体(8)。也就是说,反应温度对腈基配体的原位转化反应有着重要的影响。通过对化合物6-8的电化学、光催化性能的研究发现,化合物8表现出一定的双功能电催化的性质。3.选取三齿氮杂环化合物1,3,5-tris(triazol-1-ylmethyl)-2,4,6-trimethyl benzene(ttb)为有机配体,{P2W18}和{SiW12}多阴离子为无机建筑单元,水热条件下和不同金属离子反应,合成了两个多酸基配合物(9-10)。[Co2(ttb)2(H2O)4(H2P2W18O62)]·10H2O(9)[Cu2(ttb)2(H2O)4](SiW12O40)(10)化合物9和10都是3D超分子结构。在结构中,ttb配体均展示了反式的三齿配位模式,并与金属离子连接,形成了两种金属-有机片段。在化合物9中,金属离子与ttb配体形成一个1D的[Cu2(ttb)2(H2O)4]n4n+链,多酸阴离子{P2W18}进一步将其连接,形成2D的层状结构;在化合物10中,金属离子与ttb配体配位,形成了一个2D的阳离子层[Cu2(ttb)2(H2O)4]n4n+。同时,化合物9不仅对过氧化氢的还原,及抗坏血酸的氧化具有很好的电催化性质,而且对有机染料MB也具有一定的光催化降解性能。