新型多铌氧酸盐的合成、结构及性质

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本论文以含氮配体、过渡金属盐和前驱体K7HNb6019.13H20等为原料,通过调控反应条件,合成出六类结构不同的新型多铌氧酸盐,共7例化合物。并对这些化合物进行了晶体结构的测试和红外、紫外等表征,对部分化合物的溶液性质、催化性质及磁学性质进行了研究。1.采用水热合成和扩散相结合的方法,合成一例以[Nb10O32]14-为构筑块的有机-无机杂化化合物:Na8{Ni[Ni(en)]2Nb10O32}·28H2O(1)。该化合物阴离子可以看为{Ni[Ni(en)]2}伪夹心于[Nb10O32]14-阴离子中,相邻的阴离子通过{Na8}簇连接形成一维链状结构。磁学性质研究表明化合物1存在铁磁性耦合作用。另外,催化实验表明,该化合物具有较好的催化烯丙基醇环氧化的活性。2.成功合成一例结构新颖的多铌氧酸盐Na17K5H4[As4Cu16Nb28O109]·49.5H2O(2)。该化合物阴离子包含了 1个{As4Cu16}簇和4个[Nb7O22]9-阴离子,{As4Cu16}可以看为四个{AsCu4}单元通过中心的四重桥氧连接形成,另外四个[Nb7O22]9-阴离子通过Cu-O-Nb键与{As4Cu16}簇连接形成该化合物阴离子。磁学性质研究表明,化合物2存在反铁磁性耦合作用。3.成功合成两例包含多核碲的杂多铌酸盐:Cs3K[Cu(1,10-phen)]8[H2Te6Nb24O83]·25H2O(3)和{Cu(2,2’-bipy)}8[H6Te6Nb24O83]·28H2O(4)。化合物 3 和 4 阴离子都由 2 个[TeNb7O23]8-(A)、1 个[Nb(TeO2)3O6]7-(B)和 1 个[TeNb9O33]17-(C)亚单元组成。2个A和1个B亚单元通过Te-O-Nb键连接形成{Te6Nb15}。C单元通过Te-O和Nb-O键与{Te6Nb15}连接形成该化合物的阴离子。4.成功合成一例结构新颖的杂多铌酸盐[Cu(en)2]6[H4Te8Nb18O69]·40H2O(5)。该化合物阴离子由两个[Te4Nb9O36]11-亚单元通过三个Te-O键相连形成,[Te4Nb9O36]11-是三缺位Keggin型的{TeNb9}通过氧原子与三个Te原子相连而成。5.合成一例双帽 Keggin 结构的杂多铌酸盐:[Ni(en)3]3[Ni(en)2(H2O)2]2H[VNb12O40(VO)2]·9H2O(6),该化合物阴离子[HVNb12O40(VO)2]10-可以看成是[VNb12O40]15-阴离子上下各加一个V帽。6.合成一例包含两种多酸阴离子的有机-无机杂化化合物:[K(H2O)]4[Cu(en)2(H2O)2]2[Cu(en)2(H2O)]11{H6[SiNb18O54]2[Nb6O19]}·36H2O(7)。
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