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随着水热技术在合成上的应用,具有特殊结构的有机—无机杂化材料不断涌现,对各种材料性能的研究也备受关注。金属氧簇以其具有的特异、优越的物理化学性质,已经成为构造新型分子基功能材料的重要无机构筑块。本论文利用水热方法,主要合成了基于钼-钒氧、钼-磷氧的簇合物及其簇聚物,以及稀土金属—有机配位聚合物。在结构测定的基础上,对主要化合物进行了红外、光电子能谱、顺磁共振谱等谱学表征,研究了一些化合物的热性能和磁学性能,为进一步探索化合物功能特性与结构的关系奠定了基础。 一、钼-钒氧簇合物 通过水热技术,合成了两个新类型的以二帽Keggin结构钼-钒氧簇为构筑单元、通过过渡金属配离子[Cu(en)2]2+桥连而成的簇聚物1和2,H3{[(MⅤO4)MoⅥ8VⅣ4(VⅣO)2O36][Cu(en)2]4}(MoO4)2·6H2O(M=V和P,en为乙二胺,以下同),它们具有三维网络结构,是我们首次构筑的以二帽Keggin结构钼钒氧簇为构筑单元的同构的簇聚物。对化合物进行了X-单品结构分析以及元素分析、IR、XPS、EPR和TG等表征,并对化合物1进行了磁性测中文摘要吉林大学博士伦义定,其磁性数据在70一23OK之间遵循CurieW亡155定律,Curie常数c=2.655emu·mol一,·K,weiss常数乡一17.99K,化合物的金属离子间存在反铁磁性相互作用。 化合物3,H3[eo(en)3]2[(vVo4)MoV,sv,V4(v,Vo)2036]·SHZo,是新的分立的簇合物,簇阴离子属于钥、钒的二帽无‘器i。结构,过渡金属配离子[C o(en)s]2+作为平衡阳离子,目前仅含钥、钒的二帽无召器in结构的分立的氧簇还很少见。化合物4,H3[(vVo4)MoV‘sv几(v,Vo)2036]·sHZo,为二帽价器sn结构簇通过钒氧桥连接而成的一维链状结构,它的簇单元中,除了双帽上的钒被还原为四价外,其余铝、钒均未被还原,这种低电荷的簇阴离子也很少见。化合物5,H[Ni(en)2]2{[Ni(en)2][(vVo4)Mosv4(v,Vo)4036]}(dien)·ZHZo(dien为二乙基三胺),是以四帽犬‘器i。结构为簇单元,通过困i(en)z]2+基团连接成一维链状结构的簇聚物,对以上化合物进行了X一单晶结构分析以及元素分析、IR、XPS、EPR和TG等表征,并对化合物S进行了磁性测定,分析表明化合物中十一个Mo(V)和V(IV)之间存在强的反铁磁相互作用,只有Ni(Il)为磁活性的离子,这也与EPR谱的结果相一致。二、钥磷氧簇合物 在不同的酸碱度下,合成了四个基于[PZMos仇扩一为簇单元、通过[C u(en)z]2+桥连基团连接而成的具有一维和二维扩展结构的簇聚物6一9以及通过K+离子将【PZMo5O23]“一簇单元连接成的具有三维结构的化合物10。 化合物6,[Cu(en)2]{Cu(en)2}。.5(HZO)}{H3[pZMo5O23]3[Cu(en)2]6}·4HZO,是通过[eu(en)2]2+单桥、单桥和双桥交替地将[P2Mo50231“一连接成一维链、然后又通过弱相互作用(Cu6…o距离,约为2.9幻连接成的具有二维结构的簇聚物。化合物7与6的不同之处在于它们配位水及结晶水数目及分布的不同。中文摘要吉林大学博士论义对化合物进行了X一单品结构分析以及元素分析、IR、XPS和TG等表征,并对化合物6进行了磁性测定,其磁性数据在50一25OK之间遵循Curie一Weiss定律,其中认七155常数大于零,表明化合物铁磁性相互作用的存在。 化合物8,{【Cu(HZen)(HZO)][Cu(en)2}【pZMo5O23]}·6HZO,是通过『u(H2en)( HZO)]’+及[C u(en)z]2+两种桥连接而成的一维链状结构簇聚物;而化合物9,(HZen)2{[Cu(HZen)(HZO)]【pZMo5O23]}·4HZO,则是通过配离子[C u(en)( H20)]2+桥连而成的螺旋型一维链状结构化合物。对化合物进行了x-单品结构分析以及元素分析、lR、XPS和TG等表征,对化合物8做了磁性测定,并对磁性数据进行了拟合,考虑双核单元内的相互作用及双核单元问的磁相互作用,变温摩尔磁化率和磁矩的实验值和理论值得到了较好的拟合。化合物10,(HZen)2{KZ〔pZMo5O23]}·7HZo,是一利,新的钥磷氧簇的结构类型,通过无机的水合K+离子将【PZMos。川“一簇阴离子连接成为具有三维扩展结构,此类化合物值得进一步研究。三、其它钒、铝、钨氧簇 通过水热反应技术,合成了四个钒氧、铝氧及钨氧的簇合物。化合物11,[Ni(en)3]2[Ni(en)2(HZO)2][(CO3)V16O38]·3HZO,是第一例基于[(eo3)v、6038]“一簇阴离子的化合物,也是为数不多的,扫心含客体cO32一基团的钒氧簇合物。在利用水热方法合成金属氧簇的过程中,由于一些经典的氧簇相对较稳定,我们也得到了几个包含经典氧簇的化合物。化合物12,(HZen)IM伪010],是由泪氧共价相连形成的一维链状结构化合物;(Et3N)5【PW12O40」·ZHZO(13)中的[Pw.ZO4。]’一簇属于经典肠器in结构;而[Ni(en)3]2[w6o:9](oH)2(14)‘牛“的「w6olg〕“一属于经典的Lin心l,i对结构,但它们均为新的簇合物。我们对以卜化合物进行了X一单晶结构分析以及元素分析、IR、XPS和TG等表征。中义摘要吉林大学博士论文四、稀土己二酸配位聚合物 通过水热技术,在弱酸性条件下合成了两个通过柔性的己二酸根连接稀土离子形成的三维结构的配位聚合物。 {CeZ(ad)3(HZO)2}。(15)中?