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大多数多金属氧酸盐有较稳定的氧化还原态,能发生一系列连续可逆的电子氧化还原过程,可以在不影响多酸基本框架的情况下通过改变杂原子或者配位原子来调节多酸的氧化还原电势,因此多金属氧酸盐是一类优秀的氧化还原电催化剂。多金属氧酸盐的种类以及数量众多,且多金属氧酸盐优良的电化学的性质,基于多酸的化学修饰电极引起了越来越多的关注。一些多酸离子在水溶液中稳定性不强,可以利用多金属氧酸盐和一些有机化合物制备成有机-无机杂化材料来提高其电化学稳定性。本文利用LBL分子自组装法将钒取代的Keggin H5PMo10V2O40和H6PMo9V3O40分别和聚电解质(PEI聚醚酰亚胺、PAA聚丙烯酸)负载到ITO导电玻璃上制备了多层膜电极PAA{PEI/[PMo10V2]}n(1)和PAA{PEI/[PMo9V3]}n (2),用紫外-可见光谱以及红外光谱对薄膜的负载进行监测,其吸光强度随着薄膜负载层数的增加逐渐增加,说明H5PMo10V2040和H6PM09V3O40成功地负载到薄膜电极中。薄膜的扫描电镜显示薄膜表面均匀且平整。在0.5M H2SO4中测定了薄膜PAA{PEI/[PMo10V2]}n和PAA{PEI/[PMo9V3]}n的电化学行为以及电催化实验。发现薄膜均有4对氧化还原峰,薄膜PAA{PEI/[PMo10V2]}n对应的平均峰电位E1/2分别为487(Ⅰ-Ⅰ’),366(Ⅱ-Ⅱ’),209(Ⅲ-Ⅲ’)和-9.5(Ⅳ-Ⅳ’)mV (vs. SCE),薄膜PAA{PEI/[PMo9V3]}n对应的平均峰电位E1/2分别为551(Ⅰ-Ⅰ’),367(Ⅱ-Ⅱ’),208.5(Ⅲ-Ⅲ’)和-6.0(Ⅳ-Ⅳ’)mV(vs. SCE).由于取代V原子的数目增加,氧化还原峰电位略向正方向偏移。薄膜氧化还原过程中阴极和阳极的峰电流随着薄膜层数的增加而增大,进一步证实了多酸阴离子PMo10V2和PMo9V3成功组装到多层膜中,且对于NO2-, BrO3-和ClO3均有良好的催化活性。利用传统方法合成了两例基于Keggin和Dawson结构硫钼酸盐的有机-无机杂多蓝化合物(C16H18N3S)5[S2Mo1vMo17VlO62]CH3CN (3)和[(CH3)2NH2]6SMo4VMo8vl040(4),并根据文献的方法将其制备成碳糊电极(3-CPE和4-CPE),测定了电极在1MH2S04中的循环伏安行为,发现4-CPE比3-CPE有较好的稳定性,且电极氧化还原峰电位与溶液的pH有关,随着溶液pH的增大,电极3-CPE和4-CPE的氧化还原峰电位均向阴极方向移动。在1M H2SO4溶液中测定了3-CPE和4-CPE对NO2-, BrO3-,C1O3-以及H2O2的电催化还原行为,两电极均表现出了良好的电催化还原活性。本文还合成了三例基于Keggin离子[PMo12040]3-,[SiMo12O40]4-,[GeMo12O40]4-与有机染料新亚甲基蓝(NMB)的有机无机杂化材料：(NMB)4SiMo12O40-7DMF-4H2O (5)(NMB)4GeMo12O40-8DMF-4H2O (6)(NMB)4PMo12O40-7DMF-4H2O (7)X射线单晶数据分析显示三个化合物均属于三斜晶系。化合物中多阴离子和阳离子染料NMB之间通过CH…O, NH…O氢键相互作用,新亚甲基蓝分子间通过π-π堆积作用形成了四聚体,且四聚体形成的一维链与多金属氧酸离子形成的一维链交替排列形成超分子化合物。对三个杂多化合物进行了紫外可见光谱以及荧光光谱表征,紫外光谱显示化合物中存在原料多酸和新亚甲基蓝的吸收峰,但是吸收峰的位置略有偏移,说明化合物中发生了多酸和染料阳离子的相互作用。荧光光谱中显示,化合物和原料NMB相比,吸收峰强度减小且发射峰位置发生了蓝移。