论文部分内容阅读
多酸广泛的结构多样性以及其独特的物理化学性质,使其成为名副其实的纳米分子团簇,主要应用于从材料科学和能源向催化和医药的转变。多铌酸盐是一个新兴的物种,凭借其迷人的特征和其在病毒学、核废料处理、碱催化分解生物污染物以及光催化分解水等多方面的应用而受到越来越多的重视。本论文选用Keggin型Nb/W混配多酸为基本建筑块,在酸性条件下进行自组装,通过形成Nb–O–Nb桥聚合成了一个四聚物{Nb16O30}簇和两个三明治夹心型的化合物。这些化合物采用水热合成方法及常规的水溶液的合成方法合成,并通过单晶X-射线衍射、元素分析、IR、TG和电化学对这些化合物的结构进行了表征,并对化合物的光催化性质进行了初步的探究。1.在水热条件下,利用Keggin型Nb/W混配多酸[Si W9(Nb O2)3O37]7–为前驱体,通过控制反应条件和调节溶液的酸度,成功制备了一个四聚的含铌的多金属氧酸盐基聚合物:Cs19K2[Nb4O6(Si W9Nb3O40)4]Cl·27H2O(1)化合物1中四个{Si W9Nb3O40}结构单元通过一个类似金刚烷的{Nb4O6}核连接起来形成一个{Nb16O30}簇。在这个{Nb16O30}簇中所有的铌原子都是八面体的六配位模式。光催化研究表明,Nb的引入使化合物1具有较好的光催化产氢活性。2.利用Ot(Nb)(Ot:端氧原子)的亲核性,使饱和的Nb/W混配多酸[Ge W9(Nb O2)3O37]7–与过渡金属离子(Cr3+)在不同的酸性条件下进行组装,得到了两个具有新颖结构的基于Nb–O–Cr桥的三明治夹心型化合物:Cs7[(Ge W9Nb3O39)2Cr(H2O)4]·10H2O(2)Cs4Na2[(Ge W9Nb3O39.5)2Cr2(H2O)8]·7H2O(3)化合物2和3均包含两个同构的夹心型片段{Ge W9Nb3O40}。这些片段通过不同比例的Nb–O–Nb桥和(Nb)Ot–Cr–Ot(Nb)桥连接而成。在2和3中,所有的CrIII原子都选择性的与{Ge W9Nb3O40}片段上的Ot(Nb)成键,从而显示了其较高的亲核性。在2和3的存在下,光催化降解罗丹明B(Rh B)水溶液的研究表明2和3可能是某些有机染料降解的潜在的光催化剂。