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多金属氧酸盐(POMs)具有优良的热稳定性、高活性、良好的承载电子能力和释放电子的能力,可以在不改变结构的情况下进行快速电子转移,在催化方面展现了极大的优势。金属有机框架结构(MOFs)作为一种新型的多孔材料,与传统无机材料相比具有独特的优势,如高的孔隙率、良好的热稳定性、和可设计性等优良性质,在催化领域中展现了优异的性能。通过自组装策略,将功能性的POMs以模板单元形式引入到MOFs的孔道中得到多酸基金属-有机框架材料(POMOFs),二者的结合利于结构的稳定性和功能的多样性,不仅能充分发挥各自的优点,又克服了各自的不足。得到的POMOFs复合材料能够产生一些独特的功能性。本论文主要利用POMs和MOFs具有良好的化学稳定性、结构多样性和功能多样性,以配位化学为基础,通过自组装策略,定向制备了一系列POMs和POMOFs催化材料。基于POM催化作用机制,研究了POMs和POMOFs材料的催化性能,并将它们应用于光催化释放氢气和氧气的研究。主要研究内容如下:(1)通过水热合成法,利用4,4’-(1,4-苯基)双-吡啶(PBPY)、草酸、硝酸钴/硝酸锌和[P2W18O62]6-构筑了两例同构的POMOFs材料,分别为Co-POM和Zn-POM,并将其应用于光催化四氢异喹啉氧化脱氢和还原生成氢气,生成二氢异喹啉TON=640和释放氢气TON=630,Co-POM表现出较高的催化效率。研究结果表明,光催化过程中POM实现了两次光电子转移,POM在紫外光激发下获得第一个电子形成杂多蓝,后者又在可见光激发下,并将电子传递给金属有机框架上具有还原性的金属Co离子,从而实现光催化质子还原生成氢气。(2)通过水热合成法,将具有光活性的[P2W18062]6-(POM)作为模板,引入到以双金属Cu2+和Ni2+为节点和4,4’-(1,4-苯基)双-吡啶(PBPY)及草酸配体作为连接单元构筑的MOF内,得到POMOF材料为Cu-Ni-POM。将所制备的框架化合物Cu-Ni-POM应用于光催化释放氢气,释放氢气的TON=550,表现出较高的活性。Cu-Ni-POM骨架中包含Cu、Ni和POM三个活化单元,研究结果表明多金属协同催化比单一金属具有更高的效率,展现了多金属协同催化的机理。(3)通过溶剂热合成法,基于POMs可修饰性,利用Dawson型多金属氧酸盐[P2w18O62]6-为基本单元,金属Co离子作为修饰单元,得到化合物3(POMs材料)。化合物3由化合物1和2两种多酸组成,化合物3通过调变反应中酸和溶剂的种类拆分成化合物1和2。并将三种POMs化合物1-3应用于光催化氧化还原生成氧气和氢气,1和3具有光还原释放氢气的能力,生成氢气的TON值分别为200和214,2不具有释放氢气的能力,化合物1-3具有水氧化释放氧气的能力,释放氧气量分别为122uL、110uL和65uL。