酸性条件下多铌/钽氧酸盐的合成、结构及性质研究

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多酸团簇是一类由前过渡金属和氧原子连接形成的多核簇合物,近年来受到了国内外化学家的广泛关注。与常见的VIB族多酸相比,多铌/钽氧酸盐的发展仍相对滞后,这主要是由于该类团簇化合物合成所用的前驱体{M6O19}(M=Nb/Ta)仅在碱性环境中稳定存在(pH>9),前驱体种类的单一性和狭窄的pH范围使该类化合物的合成锁定在碱性条件下。近年来,通过调研文献,我们发现在H2O2存在的条件下{M6O19}会以多种过氧形式存在,为该类化合物的合成提供了新的思路。本论文意在研究酸性条件下{M6O19}的反应、合成、鉴定、性质研究,主要包括两方面的研究内容:混配型多铌氧酸盐和杂多过氧铌酸盐,具体如下。1.成功得到四例基于Well-Dawson型{P2W12Nb6}单元的混配型寡聚物:H26[{P4W24Nb12O122}2{Ni(H2O)4}4{Nb4O4(OH)6}]?27H2O(1)K4[Co(H2O)6][H8{P2W12Nb6O61}2{Co3(H2O)15}]?21.5H2O(2)K4(NH414[H10{P4W24Nb12O122}2{Co6(H2O)24}]?34H2O(3)K4(NH412[{(P4W24Nb12O122)2}{Dy8(H2O)46}]?33H2O(4)其中化合物1和3同为四聚体,两者除了金属离子不同外,从结构上来说1中的四个{P2W12Nb6}单元包围着中心的{Nb4O6}核,从而形成一个致密的四聚体,而3是由两个{P4W24Nb12}单元以“旋转错位”的方式连接而成;2是由3个{CoO6}八面体连接两个{P2W12Nb6}单元构成的;化合物4的不对称单元是含8个Dy离子的四聚体,再通过一个Dy-O-W键进一步连接为一维链状结构。2.成功得到两例Te参与构筑的类Lindqvist型过氧杂多铌酸盐:K3[HTe2Nb4(O24O10(OH)8]?5H2O(5)K3(NH4)[Te2Nb4(O24O10(OH)8]?4H2O(6)两例化合物属于同构,均为二核取代的类Lindqvist型铌簇,其中每个Te原子都为六配位四角双锥构型。光催化染料降解实验表明,化合物5对甲基紫染料具有较好的催化效果。3.成功得到一例Te参与构筑的类Lindqvist型过氧杂多钽酸盐:K3[HTe2Ta4(O24O10(OH)8]?5H2O(7)该化合物是迄今第一例Te参与构筑的杂多钽酸盐,对其溶液行为进行研究发现,该化合物可在2.70-6.6的酸度范围稳定存在,且至少稳定存在15 h。
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