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金属-Ligand修饰多钒酸氧簇的构筑及性质表征

作　者: 王朝辉
导　师: 韩占刚
学　校: 河北师范大学
专　业: 无机化学
关键词: 多金属钒酸盐晶体结构水热合成性质
分类号: O611.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本论文主要通过NH₄VO₃、NaAsO₂等为原料组装成多金属钒氧簇基本单元,引入d过渡金属-Ligand,在高温高压条件下构筑新型多金属钒氧酸盐化合物,研究它们的合成条件和组装规律,以及新物质结构和性能之间的构效关系。利用水热技术,合成了9例新型多金属钒氧酸盐,通过X-单晶衍射仪对它们的晶体结构进行了表征,并对它们的IR, TG, UV, XRD电化学性质进行了初步研究。1.以钒氧酸盐阴离子作为基本构筑单元,与过渡金属和刚性有机配体5,5’- Dimethyl-2,2’-Bipyridine （5,5’-mbpy）作用形成了两例同多钒酸盐超分子化合物: [Cd（5,5’-mbpy）₂]₃V₆O₁₈·4H₂O （1） [Fe（5,5’-mbpy）₃]₂V₁₀O₂₈·6H₂O （2）化合物1通过共价键形成了具有手性螺旋特征的一维链式结构,化合物2通过分子间弱作用力组装成中为具有一维孔道的三维无机骨架结构。2.以[As₈V₁₄O₄₂]4-阴离子簇为基本构筑单元,通过分子间作用力与[M（4,4’-mbpy）3]2+构筑了3例超分子多金属钒氧酸盐: [Cd₃V_O₃（4,4’-mbpy）6（H₂O）4][Cd（4,4’-mbpy）₃]₄[As₈V₁₄O₄₂（H₂O）]3 （3） [Mn3_VO₃（4,4’-mbpy）6（H₂O）4][Mn（4,4’-mbpy）₃]₄[As₈V₁₄O₄₂（H₂O）]3 （4） [Ni₂（4,4’-mbpy）6][As₈V₁₄O₄₂SO₄] （5）这三例化合物都是通过氢键作用力形成的三维结构,其中化合物（3）和（4）晶体互为同构异质。不同的是,化合物（5）的多酸阴离子簇为{β-[As₈V₁₄O₄₂]4?},而化合物（3）和（4）中的阴离子簇为α构型。3.以[As₈V₁₄O₄₂]4-阴离子簇为基本构筑单元,通过以M-（5,5’-mbpy）为桥构筑4例具有一维链式结构特征的化合物: [Ni₂（5,5’-mbpy）5][As₈V₁₄O₄₂（H₂O）] （6） [Zn₂（5,5’-mbpy）5][As₈V₁₄O₄₂（H₂O）]·1.75H₂O （7） [Cd₂（5,5’-mbpy）5][As₈V₁₄O₄₂（H₂O）]·2H₂O （8） [Cu₄（5,5’-mbpy）6][As₈V₁₄O₄₂（H₂O）] （9）化合物（6）、（7）、（8）展示了相似的结构特点,可看成互为同晶异质结构,并且都存在一维手性螺旋链式结构特征。化合物（9）为金属配体双桥连接,前三例化合物为金属单桥连接。三例化合物都是在氢键作用进一步拓展为三维结构。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
前言  11-20
  1.1 多酸简介  11-12
  1.2 多钒酸研究新进展  12-18
    1.2.1 高核化多钒酸氧簇  12-13
    1.2.2 手性螺旋结构的钒氧酸盐化合物  13-14
    1.2.3 同多钒酸氧簇化合物  14-16
    1.2.4 杂多钒酸氧簇化合物  16-18
  1.3 选题依据  18-19
  1.4 实验药品和仪器  19-20
第一章基于同多钒酸阴离子与M-L(M= Cd, Fe)有机配体的合成及性质研究  20-32
  1 化合物[Cd(5,5’-mbpy)_2]_3V_60_(18)·4H_20 (1)合成及性质表征  20-26
    1.1 [Cd(5,5’-mbpy)_2]_3V_60_(18)·4H_20 (1)合成  20
    1.2 化合物1 的晶体结构测定  20-21
    1.3 化合物1 晶体结构  21-24
    1.4 化合物的性质表征  24-26
      1.4.1 化合物1 的红外光谱分析  24
      1.4.2 化合物1 的XRD 分析  24
      1.4.3 化合物1 的热重分析  24-25
      1.4.4 化合物1 的电化学分析  25-26
  2 化合物[Fe(5’5-mbpy)_3]_2V_(10)O_(28)·6H_20 (2)的合成及性质表征  26-30
    2.1 实验部分  26-27
      2.1.1 化合物2 的合成  26
      2.1.2 晶体结构的测定  26-27
    2.2 结果与讨论  27-30
      2.2.1 晶体结构的描述  27-30
    2.3 化合物2 的性质表征  30
      2.3.1 化合物2 的红外光谱分析  30
      2.3.2 化合物2 的热重分析  30
  3 小结  30-32
第二章零维{As_8V_(14)}氧酸盐超分子化合物的合成及性质研究  32-47
  1 [M_3V0_3(4,4’-mbpy)_6(H_20)_4][M(4,4’-mbpy)_3]_4[As_8V_(14)0_(42)(H_20)]_3 [M = Cd(3), Mn(4)]的合成及性质表征  32-41
    1.1 实验部分  32-35
      1.1.1 化合物3 的合成  32
      1.1.2 化合物4 的合成  32-33
      1.1.3 化合物3, 4 的结构测定  33-35
    1.2 结果与讨论  35-38
      1.2.1 化合物3, 4 的结构描述  35-38
    1.3 化合物3, 4 的性质表征  38-41
      1.3.1 化合物3, 4 红外光谱分析  38
      1.3.2 化合物3, 4 的XRD 分析  38-39
      1.3.3 化合物3, 4 的热重分析  39
      1.3.4 化合物3, 4 的电化学分析  39-41
  2 Ni_2(4,4’-mbpy)_6[As_8V_(14)0_(42)S0_4] (5)合成及性质表征  41-46
    2.1 实验部分  41-42
      2.1.1 化合物5 的合成  41
      2.1.2 化合物5 结构的测定  41-42
    2.2 结果与讨论  42-44
      2.2.1 结构描述  42-44
    2.2 化合物5 的性质表征  44-46
      2.2.1 化合物5 的红外光谱分析  44-45
      2.2.2 化合物5 的UV 分析  45
      2.2.3 化合物5 的热重分析  45-46
      2.2.4 化合物5 的电化学分析  46
  3 小结  46-47
第三章一维链式{As_8V_(14)}氧酸盐超分子化合物的合成及性质研究  47-64
  1 化合物M2(5,5’-mbpy)5[As_8V_(14)0_(42)(n·H_20)] (M= Ni, Cd, Zn)的制备，结构分析及性质表征  47-56
    1.1 实验部分  47-49
      1.1.1 化合物6 的合成  47
      1.1.2 化合物7 的合成  47-48
      1.1.3 化合物8 的合成  48
      1.1.4 结构分析  48-49
    1.2 结果与讨论  49-53
      1.2.1 化合物6-8 晶体结构描述  49-53
    1.3 化合物的性质表征  53-56
      1.3.1 化合物6-8 的红外光谱分析  53
      1.3.2 化合物6-8 的XRD 分析  53-54
      1.3.3 化合物6-8 的TG 分析  54-55
      1.3.4 化合物6-8 的电化学性质分析  55-56
  2 [Cu_4(5,5’-mbpy)_6[As_8V_(14)0_(42)(H_20)] (9)合成、结构分析及性质表征  56-62
    2.1 实验部分  56-57
      2.1.1 化合物9 的合成  56-57
      2.1.2 化合物晶体结构的测定  57
    2.2 结果与讨论  57-61
      2.2.1 化合物9 的结构描述  57-61
    2.3 化合物9 的性质表征  61-62
      2.3.1 化合物9 的红外分析  61
      2.3.2 化合物9 的XRD 分析  61
      2.3.3 化合物9 的TG 分析  61-62
      2.3.4 化合物9 的电化学分析  62
  3 小结  62-64
结论  64-66
参考文献  66-74
致谢  74-75
攻读学位期间取得的成果  75

金属-Ligand修饰多钒酸氧簇的构筑及性质表征

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