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Ce(Ⅳ)离子是评价化学水氧化放氧催化剂活性的常用的氧化剂,研究光诱导Ce(Ⅳ)离子氧化水放氧对理解Ce(Ⅳ)催化氧化水机理和高效催化剂的开发有重要的学术意义。 论文对可见光诱导Ce(Ⅳ)氧化水放氧动力学和机理进行了研究,结果表明,可见光能明显加快Ce(Ⅳ)氧化水放氧速率,且放氧速率随着反应温度的升高而增大。可见光诱导Ce(Ⅳ)氧化水动力学为一级反应,即4d[O2]/dt=-d[Ce(Ⅳ)]/dt=k[Ce(Ⅳ)],在25(±0.5)℃时,反应速率常数k=2.19×102h-1。通过硝酸铈铵水溶液电喷雾质谱、紫外可见吸收光谱、电子自旋共振谱结果的分析,初步推测了可见光诱导Ce(Ⅳ)氧化水的机理,溶液中[CeⅣ(NO3)5]-离子在可见光激发下,产生NO3·自由基,继而进一步氧化水放出氧气。 在本课题组前期工作的基础上,对两种同构的多金属钨氧酸盐化合物[Mo2V2O9(bpy)6][SiW12O40]1和[Mo2V2O9(bpy)6][PW11VO40]2的电化学性质及其对苯羟基化的催化作用进行了研究,电化学研究结果表明,在扫描电位范围内,呈现出三对可逆的氧化还原峰。分别归属于钼原子的可逆氧化还原过程(Ⅰ-Ⅰ)和钨原子连续的两电子可逆氧化还原过程(Ⅱ-Ⅱ,Ⅲ-Ⅲ)。苯的羟基化研究结果表明,在TEMPO存在的情况下,以氧气为氧源,化合物1和2对苯直接氧化制苯酚具有良好的催化作用,苯酚选择性高达99%、苯酚的产率分别可达6.13%和6.33%,并且实验表明其活性中心位于化合物的阳离子[Mo2V2O9(bpy)6]4+部分。