杂多化合物研究 Ⅳ.钼钒磷杂多酸铵蓝的合成和性质

本实验用分步反应的方法,以不同的磷钼钒比,直接合成了三种1∶12系列钼钒磷杂多酸铵蓝,并详细考察了它们的生成条件。通过元素分析和电位滴定,确定阴离子的组成分别为:H_2[PMo_2~ⅤMo_9~ⅥVO_(40)]~(4-),H_2[PMo_2~ⅤMo_8~ⅥV_2O_(40)]~(5-)和H_2[PMo_2~ⅤMo_7~ⅥV_3O_(40)]~(6-)。根据电子光谱和X射线粉末衍射结果研究了它们的性质和结构,表明它们都属于具有Keggin结构的杂多化合物     

一种基于吡啶-吡嗪酰胺配体的Keggin型多酸基化合物的组装及光催化性能

设计合成一种新的吡啶-吡嗪酰胺配体(pdya=N-(吡啶-3-基)吡嗪酰胺),并将其与Keggin型多酸H_3(PMo_(12)O_(40))·6H_2O在水热条件下反应合成了一种新的多酸基化合物杂化材料{H[(Hpdya)_2(PMo_(12)O_(40))]}_n,并通过元素分析、红外光谱、热重和单晶X-射线衍射对化合物的结构进行了表征.标题化合物分子式是C_(20)H_(19)PMo_(12)N_8O_(42),三斜晶系,P 21/n空间群,Mr=2225.68,V=2.6536(2)nm~3,a=1.23920(6)nm,b=1.53750(7)nm,c=1.40440(7)nm,β=97.3830(10)°,Z=2,Dc=2.784 g/cm~3,μ=2.877 mm~(-1),F(000)=2098,Rint=0.0401,R=0.0749,wR=0.2187.标题化合物的结构单元中包含游离的质子化的有机吡啶-吡嗪酰胺配体Hpdya和无机Keggin型[PMo_(12)O_(40)]3-多阴离子,并通过吡啶-吡嗪酰胺配体和[PMo_(12)O_(40)]3-多酸阴离子间存在的氢键作用拓展成一维超分子链结构.标题化合物作为一种新的无机-有机杂化材料不仅有较好的热稳定性,而且其在紫外光照射下可以有效的催化降解有机染料分子.     

一种基于柔性双(吡啶)-双(酰胺)配体和Keggin型多酸的杂化物的合成及性能

利用水热合成技术设计合成了一种基于柔性双(吡啶)-双(酰胺)配体和Keggin型多酸阴离子[PW_(12)O_(40)]~(3-)的有机-无机杂化物[(H_2bpah)2(PW_(11)~ⅥW~VO_(40))]·2H_2O(1)(bpah=N,N'-双(3-吡啶酰胺基)-1,6-己烷),并通过红外光谱和单晶X-射线衍射对杂化物的结构进行了表征.此杂化物的结构单元是由质子化的双(吡啶)-双(酰胺)配体H_2bpah、Keggin型多阴离子[PW_(11)~ⅥW~VO_(40)]~(4-)和结晶水分子组成的,离散的H_2bpah和[PW_(11)~ⅥW~VO_(40)]~(4-)间通过氢键作用拓展成三维超分子网络结构.标题杂化物修饰碳糊电极可以有效电催化还原亚硝酸钾和过氧化氢,而且此杂化物在紫外光照射下可以光催化降解有机染料分子亚甲基蓝和罗丹明B.     

吡啶酰胺配体杂化的Keggin型多酸基化合物的制备及光催化性质

水热条件下以一种吡啶酰胺(pa)为有机配体,合成了一种新的Keggin型多酸阴离子[PMo_(12)O_(40)]~(3-)基有机-无机杂化材料H_3[(pa)_2(PMo_(12)O_(40))]·2H_2O,利用X-射线单晶衍射技术确定了此化合物的晶体结构.测试结果表明此化合物分子式为C_(22)H_(25)Mo_(12)N_6O_(44)P,三斜晶系,P 1空间群,a=1.1084(5)nm,b=1.1229(5)nm,c=1.2322(5)nm,α=64.085(5)°,β=74.947(5)°,γ=69.487(5)°,V=1.2816(10)nm3,Z=1,Mr=2259.73,F(000)=1070,μ=2.983 mm~(-1),D_c=2.928 g/cm~3,S=1.028,R=0.0349,wR=0.0891.结构解析证明,此化合物是由有机吡啶酰胺配体和无机Keggin型多酸阴离子构筑的一种二维超分子结构的无机-有机杂化材料,其中吡啶酰胺配体与[PMo_(12)O_(40)]~(3-)多酸阴离子间存在的氢键起到了重要的作用.此外,对标题化合物在紫外光和太阳光下光催化降解亚甲基蓝的性能进行了测试.     

Keggin型钨硅酸-镍-联咪唑的合成及电催化性能

依据自组装原理,分别采用常规水溶液和水热合成方法,以缺位程度不同的钨硅酸盐为前驱体,合成了2例含有饱和Keggin结构阴离子[SiW_(12)O_(40)]~(4-)和Ni(Ⅱ)-H_2biim/H_2O(H_2biim=2,2′-联咪唑)配阳离子的无机-有机杂化化合物[Ni(H_2biim)_2(H_2O)_2]_2[SiW_(12)O_(40)]·5H_2O(化合物1)和[Ni(H_2biim)2(H_2O)_2]_2[SiW_(12)O_(40)]·6H_2O·2CH_3COOH(化合物2),并通过X射线单晶衍射(SCXRD)、元素分析、红外光谱(IR)、粉末X射线衍射(PXRD)及热重(TG)分析对2例化合物进行了表征.SCXRD结果分析表明,2例化合物具有相同的阴离子结构,其结晶水个数和配阳离子中2个H_2biim配体间形成的夹角不同,且化合物2的外围有CH_3COOH分子存在.研究了2例化合物在水溶液中的电化学性质及其电催化还原H_2O_2和NaNO_2的性能.     

二硫化锡的形貌调控及其光催化还原Cr（Ⅵ）性能

在络合剂一水合柠檬酸(C_6H_8O_7·H_2O)的辅助下,以五水合四氯化锡(SnCl_4·5H_2O)为锡源,以硫脲(CH_4N_2S)为硫源,通过改变硫脲(CH_4N_2S)的添加量,采用一步水热法成功制备了一系列不同形貌的二硫化锡晶体。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的晶体结构和形貌进行了分析。随着硫脲添加量的增加,SnS_2形貌由最初简单的花状结构,最后变为致密的花球状结构。以一定浓度的重铬酸钾溶液为模拟污染物,研究了所合成样品光催化还原Cr(Ⅵ)的活性,当硫脲的添加量为4 mmol时,SnS_2的光催化还原Cr(Ⅵ)性能最佳,且所有样品均具有良好的光稳定性能。     

由多酸无机链及金属 －有机链构筑的一个新型 Anderson 超分子化合物

选用柔性双(三氮唑)有机配体1,6-双(1,2,4-三氮唑-1-y1)己烷(btx),利用水热技术合成一例新的基于Anderson型多酸的超分子化合物,{Cu~Ⅱ(btx)Na_2(H_2O)_8[H_2Cr(OH)_6Mo_6O_(18)]}·[Cr(OH)_6Mo_6O_(18)]·16H_2O (1).化合物1的结构利用红外光谱、元素分析和单晶X-射线进行了表征.化合物1包含两种结构亚单元:Anderson多阴离子通过Na(H_2O)~(6+)片段连接成的一维多酸无机链以及配体btx通过Cu2+离子连接成的金属-有机链.多酸无机链以及金属-有机链相互连接形成一个网格状的二维层结构.化合物1中游离的Anderson多阴离子通过氢键作用力将相邻的二维网格层连接成一个三维超分子框架结构.同时我们又研究了化合物1的光催化和电化学性质,并且1-CPE可用于亚硝酸钾安培传感器.     

Strandberg型苯基膦钼酸-联咪唑荷移盐的合成及催化性能

苯基膦酸(C_6H_5PO_3H_2)作为磷源,在温和条件下与Na_2MoO_4·2H_2O、2,2′-联咪唑(H2biim)反应,并借助H_2biim质子化后形成的有机阳离子[H_3biim]~+和杂多阴离子[(PhP)_2Mo_5O_(15)]~(4-)(PhP=C_6H_5PO_3)之间的电中和作用,在弱酸性水溶液中缓慢晶化,形成了1例以PhP为中心的Strandberg型苯基膦钼酸-联咪唑荷移盐(H_3biim)_4[(PhP)_2Mo_5O_(15)]·H_2O(1).利用单晶和粉末X射线衍射(SCXRD和PXRD)分析、元素分析、红外(IR)光谱等手段对化合物1进行了表征,并通过热重-差热分析(TG-DTA)考察了其热稳定性.以酸催化合成环己酮乙二醇缩酮为反应模型,探讨了化合物1的酸催化性能,同时考察了反应时间、反应物料比和催化剂用量对反应的影响.结果表明:化合物1作为固体多金属氧酸盐(POM)型催化剂,其催化活性高,结构稳定,可循环使用.     

多酸基配合物Cu(bip)2(H2PMo12O40)的合成、结构及表征

采用水热法成功合成出一例由氮杂环配体构筑的多酸基配位聚合物Cu(bip)_2(H_2PMo_(12)O_(40)),并通过元素分析、X-射线单晶衍射、红外光谱、X-射线粉末衍射以及热重分析对其进行表征.根据结构分析,该化合物属于三斜晶系,空间群为P-1,晶胞参数为a=10.0046(7)?,b=11.7982(8)?,c=12.0116(8)?,V=1242.98(15)?~3,金属Cu~+离子与两个bip配体结合成独立的单核单元,并通过π…π堆积作用构成一维链状结构,多酸H_2PMo_(12)O~-_(40)离子穿插在一维链之间.电化学工作站分析结果表明,该配合物对NaNO_2的还原表现出良好的电催化活性.     

两个新颖的由三羟甲基氨基甲烷有机功能化的 Lindqvist 型钒氧酸盐的结构及性能研究

选用了三羟甲基氨基甲烷(Tris)作为有机配体,采用水热合成技术成功制备了两个基于Lindqvist型[V_6O_(19)]5-阴离子的化合物[Co(Tris)_3(H_2O)_3(H3V_6O_(19))]·H_2O (1)和[Zn(Tris)_3(H_2O)3(H_3V_6O_(19))]·H_2O (2),并且利用单晶X-射线衍射确定了两个化合物的结构.化合物1和2同构,包含一个混合扣帽的Lindqvist型[V_6O_(19)]5-阴离子.一个钴原子或锌原子以八配位模式与[V_6O_(19)]5-阴离子的三个桥氧原子配位,称为多阴离子的"无机帽";而三个Tris有机配体的九个氧原子参与了[V_6O_(19)]5-阴离子的构筑,即在该阴离子中,十九个氧原子中有九个来自Tris配体,三个Tris分子成为了多阴离子的三个"有机帽",实现了Lindqvist型[V_6O_(19)]5-阴离子的有机功能化.此外,对此化合物的电化学以及光催化活性进行了更深一步的探讨.     

混合钼钒多金属氧酸盐的水热合成、结构表征及磁性研究

通过水热方法合成了一种混合钼钒多金属氧酸盐[Cu(phen)_2]_4{HPMo_8~Ⅵ V_6~ⅣO_(42)[Cu(phen)]_2}·2H_2O.采用X射线单晶衍射、元素分析、红外光谱对其进行了表征,同时对其磁学性质进行了研究.结果表明:标题化合物包含高度还原的二帽假Keggin结构的多氧阴离子支撑2个过渡金属配合物,即铜配合物阳离子[Cu(phen)_2]~+和结晶水;该化合物呈铁磁性相互作用.     

无机-有机杂化钴钒酸盐Co4(vIM)14[V4O12]2·6H2O的合成 、结构及C E ES氧化催化性能

以NH_4VO_3为钒源,1-乙烯基咪唑(vIM)为配体,与CoCl_2·6H_2O在水热条件下反应合成了新型无机-有机杂化的钴钒酸盐Co_4(vIM)_(14)[V_4O_(12)]_2·6H_2O (1),利用X-射线单晶衍射(SXRD)、X-射线粉末衍射(PXRD)、红外光谱(FT-IR)以及元素分析(EA)等表征了其结构.我们进一步考察了化合物1在选择性氧化降解化学战剂芥子气类似物2-氯乙基乙基硫醚(CEES)反应中的催化性能.实验结果表明,在优化条件下,以H_2O_2为氧化剂,化合物1对CEES的选择性氧化表现出良好的催化活性,而化合物1作为非均相催化剂经3轮催化循环后活性及选择性都没有明显降低.     

基于Keggin型多酸和双三唑配体的一维Ag配位聚合物的结构与性能

以H_2pyttz为有机连接剂,利用水热合成方法制备了一个一维的配位聚合物:[Ag_2(Hpyttz)(H_2pyttz)(H_2O)][H_2PMo_(12)O_(40)]·3H_2O,并通过单晶X-射线衍射方法获得了该配位聚合物的结构.该配位聚合物属于单斜晶系,P2_1/c空间群,a=12.7564(4),b=13.2926(4),c=31.8827(10),β=93.800(1)°,Z=4,V=5394.3(3)~3,M_r=2530.44,D_c=3.113 g/cm~3,F(000)=4748,μ=3.548 mm~(-1),S=1.035,R=0.0323,wR=0.0981.晶体结构分析表明,配位聚合物中的Ag+通过两种配位模式的H_2pyttz配体拓展成一维配位聚合物Ag-pyttz链,成对的Keggin型多阴离子通过Ag-O键将一对互相平行的Ag-pyttz链连接成一维管状结构.另外,该配位聚合物的光催化活性被研究.     

单、双核铜配合物修饰的单缺位Keggin型钨磷酸盐

在水热条件下,由简单化合物自组装形成了1个结构新颖的无机-有机杂化化合物,[Cu(H_2biim)2(H_2O)][Cu(H_2biim)_2Cu(H_2biim)(μ-Hbiim)CuPW_(11)O_(39)]·5H_2O(H_2biim=2,2′-联咪唑).通过单晶X射线衍射、元素分析、红外光谱(IR)、热重-差热分析(TG-DTA)和循环伏安(CV)等手段进行了表征.在该化合物的晶体结构中,联咪唑与Cu(Ⅱ)配位显示了多样性的特点:联咪唑配体采取中性分子(H2biim)和负一价离子(Hbiim~-)2种形式与4个Cu(Ⅱ)配位.Cu(Ⅱ)有4种配位环境,分别形成4、5、5、6配位的单、双核铜-联咪唑/H_2O配合物阳离子,其中,1个Cu(Ⅱ)占据杂多阴离子[PW_(11)O_(39)]7-(简写为{PW11})的缺位位置,并与另一个Cu(Ⅱ)通过H-biim桥连形成了双核Cu(Ⅱ)配合物;2个五配位的单核配合物Cu(Ⅱ)-H2biim片断,1个通过端氧原子与{PW11}相连,另一个作为抗衡阳离子[Cu(H_2biim)_2(H_2O)](2+)游离在阴离子外部.探讨了标题化合物电催化还原H_2O_2的催化性能.     

基于金属氧簇和稀土镨-含氮配合物构建的三维孔洞骨架化合物的合成、结构和性能研究

在水热条件下通过稀土金属Pr盐和成簇元素Mo以及含氮有机配体,首次合成了一个三维孔洞型骨架金属有机配位聚合物,并通过元素分析、红外光谱、紫外-可见光谱、粉末衍射和X射线单晶衍射等手段进行了表征和测试.结构分析表明:此化合物为新颖的以Keggin簇阴离子、稀土金属和有机配体构成的有机无机杂化物质.结构特点是沸石型四连接方式形成三维阳离子网络结构{[Pr(H_2O)_4(pdc)]_4}~(4+),且含有大量孔洞,纳米尺寸[Ge Mo_(12)O_(40)]~(4-)作为模板填充在孔洞里,且此化合物具有荧光性质和电化学性质.     

4-氨基-1,2,4-三氮唑杂化的八钼酸盐基锌配合物的合成及性能

选择4-氨基-1,2,4-三氮唑(L)、钼酸钠和氯化锌为原料在水热条件下自组装,制备得到了一种新的八钼酸盐基锌配合物材料[Zn(L)_2(Mo_8O_(26))_(0.5)(H_2O)_2]·3H_2O,并通过红外光谱、X-射线粉末衍射和单晶X-射线衍射对其结构进行了表征.结构解析表明锌配合物分子式为C_4H_(19)Mo_4N_8O_(18)Zn,M_r=916.40,晶系三斜,空间群P 1,V=1.14105(10)nm~3,a=1.04158(5)nm,b=1.11066(6)nm,c=1.23860(7)nm,α=68.8370(10)°,β=66.5730(10)°,γ=62.8290(10)°,Z=2,Rint=0.0205,Dc=2.656g/cm~3,μ=3.270 mm~(-1),F(000)=874,R=0.0303,wR=0.1066.结构解析证明,标题锌配合物是包含一维聚合物链的三维超分子结构,结构中存在的连接L配体和[Mo_8O_(26)]~(4-)阴离子的氢键对最终三维超分子网络的形成起到重要的作用.锌配合物修饰的碳糊电极(1-CPE)展示出[Mo_8O_(26)]~(4-)阴离子的特征氧化还原峰,而且此配合物在紫外光下展示出良好的催化降解亚甲基蓝活性.     

基于一类双官能团有机配体的稀土金属中心配位聚合物的合成、结构及性质研究

利用溶剂热合成法/溶剂缓慢挥发法,以一类双官能团有机配体(5-四氮唑基-间苯二甲酸(H_3TZI),(5-(4-(1H-四唑基)苯基)间苯二甲酸(H_3TZPI))为连接器分别与Dy~(3+)/La~(3+)稀土金属离子配位,得到化合物[Dy(TZI)(H_2O)_4]·4H_2O(1),[La(HTZPI)(HC_2O_4)(H_2O)_3]·H_2C_2O_4(2).单晶X-射线衍射分析表明该化合物1与化合物2分别为包含双核基本单元的一维双链和二维层状结构.结构分析发现该类双官能团有机配体与稀土金属中心的配位时四氮唑基团皆未参与配位.同时,对化合物的热稳定性和荧光性质进行了研究.     

二(N,N-二甲基)苄脒离子型超分子聚合物合成、结构以及荧光研究

以H_2O_2为氧化剂与化合物[C_6 H_4{C(NMe_2)(=NPPh_2)}_2](1,4-;1,3-)进行反应,在乙腈溶液里得到了二(N,N-二甲基)苄脒离子型超分子聚合结构化合物C_6H_4[1,4-{C(NMe_2)(NH_2)}_2]_2+·2Cl~-(1)和C_6H_4[1,3-{C(NMe_2)(NH_2)}_2]_2+·2[Ph_2PO_2]-(2)的无色晶体.用X-射线单晶衍射方法分析了两个化合物的晶体结构,并用核磁共振、红外光谱及元素分析对化合物2进行了详细的表征.详细表述了化合物1和2的晶体结构,并进一步讨论了化合物2的荧光性质与离子型超分子结构的内在联系.     

氮氧有机配体参与构筑的Keggin型杂多超分子化合物的自组装

在水热条件下,我们成功制备了两例基于 Keggin 型多金属氧酸盐和两种氮氧有机配体构筑的杂多超分子化合物: [( L_1)_4( H_3PMo_(12)O_(40)) ]·4H_2O ( 1) 和[( L_2)_2( H_3PMo_(12)O_(40)) ]·H_2O ( 2) [L1= 对咪唑苯甲酸; L2= 对咪唑苯甲酸乙酯],并通过单晶 X - 射线衍射、元素分析和傅里叶变换红外光谱对化合物加以表征. 结构分析表明化合物 1 属于三斜晶系,P 1 空间群,晶胞参数 a = 11. 494( 5),b = 12. 580( 5),c = 14. 754( 5),α = 114. 579( 5) °,β = 91. 120( 5) °,γ= 111. 228( 5) °,V = 1771. 6( 12)~3,Z = 1,R~1= 0. 0394,ωR~2= 0. 1019. 化合物 2 同样属于三斜晶系,P 1 空间群,晶胞参数 a = 11. 935( 5),b = 12. 946( 5),c = 22. 946( 5),α = 96. 676( 5) °,β = 98. 329( 5) °,γ = 114. 799( 5) °,V = 3122. 1( 19) ~3,Z = 2,R_1= 0. 0929,ωR_2= 0. 2150. 两个化合物中,Keggin 多酸阴离子和两种氮氧配体通过分子间非共价键的氢键弱作用形成超分子网络.     

一种包含二核镍簇和四核镍簇的有机-无机复合的新型砷钨酸盐(enH_2)_3[Ni_2(H_2O)_10][Ni_4(H_2O)_2(α-As~VW_9O_(34))_2]·en·8H_2O

在水热条件下,利用三缺位Keggin多钨氧酸盐前驱体Na_8[α-HAs~VW_9O_(34)]·11H_2O与NiCl_2·6H_2O、乙二胺反应,合成了一种包含二核镍簇和四核镍簇的有机-无机复合的新型砷钨酸盐(enH_2)_3[Ni_2(H_2O)_(10)][Ni_4(H_2O)_2(α-As~VW_9O_(34))_2]·en·8H_2O,并经IR光谱、元素分析、热重分析和X射线单晶衍射等测试手段进行了表征.标题化合物属于三斜晶系,P-1空间群,晶胞参数:α=1.204 23(19),b=1.258 5(2),c=1.593 8(4) nm,α=97.472(3),β=108.229(3),γ=114.779(2)°,V=1.985 2(7) nm~3,Z=1,D_c=4.589g/cm3,GOOF=1.023,R_1=0.044 3,wR_2=0.113 8.X-射线单晶结构分析表明,标题化合物分子由3个质子化乙二胺阳离子[enH_2]~(2+)、1个二核镍簇阳离子[Ni_2(H_2O)_(10)]~(4+)、1个四核镍簇取代的夹心型多阴离子[Ni_4(H_2O)_2(α -As~VW_9O_(34))_2]~(10-)、1个游离的乙二胺分子和8个结晶水分子组成.