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多氧金属簇(POMs)是一类具有结构及物理、化学性质多样性等特点的无机材料。通过对这些金属-氧簇的合成,一方面可以研究过渡金属配位簇的形成机理和结构特征,另一方面氧桥连金属簇作为纳米尺度结构的模板,可通过自组装高效合成功能性纳米材料。多氧金属簇表面可以通过共价键进行功能化修饰,特别是Lindqvist结构,通过共价键修饰后的Lindqvist结构具有一定稳定性和潜在的应用价值。截至目前,多氧金属簇有机衍生物已有大量文献报道,但硫代官能团修饰的六钼酸亚胺衍生物及超共轭重氮基团修饰的六钒酸烷氧衍生物尚未见报道。本论文的工作,合成了一系列六钼酸盐和六钒酸盐衍生物,并对其性质进行了表征。利用DCC(N,N’-双环己基碳二亚胺)作为脱水剂,将有机配体与六钼酸或八钼酸反应,合成了-SCN、-SO3和吗啉修饰的六钼酸亚胺衍生物。其中远程吗啉修饰的六钼酸亚胺衍生物还可通过烷基化反应进行后修饰,烷基化产物产率很高,几乎达到化学定量,原位结晶合成收率为90-95%。另外,通过酯化反应,合成了远端带偶氮基团和-NH2的六钒酸烷氧衍生物。通过单晶X射线衍射,ESI-MS(电喷雾质谱),IR(红外光谱),UV-Vis(紫外-可见光谱),1H-NMR(核磁共振氢谱),TGA(热重分析)等手段对这些多氧金属簇有机衍生物的结构和热稳定性进行了表征和考察,还研究了这些衍生物在锂离子电池负极材料中的应用。对这些多氧金属簇有机衍生物在锂离子电池负极(阳极)材料中的应用作了实验和理论研究。结果表明,由于Mo≡N键的d-π电子跃迁作用,六钼酸有机-亚胺化合物的容量远比六钼酸化合物本身要好的多。再者,远程吸电子基团(如硫氰酸基)与六钼酸母体之间存在超共轭作用,随着超共轭基团吸电子作用的增强(-CH3<-H<-SCN),其作为负极(阳极)材料的性能按Mo6<-CH3<-H<-SCN顺序依次提高。测试结果表明,Mo6–SCN材料,初始放电容量约为1678 mAh/g,100个充放电循环过后,放电容量约为初始的85%,库仑效率接近100%。同样地,六钒酸烷氧衍生物具有较十钒酸更高的容量性能。可以预期,多氧金属簇有机衍生物材料具有高电学存储性能,将会受到广泛应用。