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本文依据分子设计原理,采用常规水溶液合成方法和水热合成方法,合成了一系列具有Strandberg结构的无机、有机杂化化合物,并通过元素分析、IR、XRPD、TG分析及X-射线单晶结构对这些化合物进行了表征。探讨了化合物生成的适宜pH条件,研究了在水溶液中的电化学性质及其对H2O2分解反应的催化活性。在水热条件下,利用Keggin结构磷钼酸盐在氨性溶液中降解,合成了新颖结构的1:8型磷钼酸盐。
⑴利用水热合成方法,以简单含氧酸盐为原料,在不同的pH条件下合成了3个Strandberg结构的无机、有机杂化材料:(C2H10N2)2[H2P2Mo5O23](化合物1);(C2H10N2)3[Mo5O15(P04)2]·6H2O(化合物2);(C2H10N2)[Na(H2O)5HPO4]2(化合物3)。化合物1-3合成过程中所用原料、反应温度及实验操作相同,但溶液的pH值不同。结果显示:弱酸性对Strandberg结构的形成有利,但当pH值高于8时,只得到简单结构的磷酸盐。化合物1、2对H2O2还原均具有良好的催化作用。
⑵利用常规水溶液合成方法,合成了2个含联咪唑及苯并咪唑的Strandberg结构的无机-有机杂化材料:(C6H8N4)3[P2Mo5O23]·2H2O(化合物4);(C7HTN2)3(C7H9N2)2[(HPO4)2 Mo5O15]·5H2O(化合物5)。
⑶利用常规水溶液合成方法,以Cu为桥联金属,合成了2个含Strandberg结构的多酸-过渡金属-有机物的无机-有机杂化材料:[Cu(C6H6N4)2(H2O)]·[Cu(C6H6N4)2](HPO4)2(Mo5O15)}·6H2O(化合物6);{[Cu(C6H6N4)2]2[(HPO4)2Mo5O15]}·6H2O(化合物7)。
⑷利用水热合成方法,通过氨性溶液中Keggin结构降解得到了1个新的1:8型四缺位Keggin结构磷钼酸盐,(NH4)3H2[H2PMo8O30]·4H2O(化合物8)。实验结果表明,[PMo8O30]7-对H2O2分解具有电催化活性。
⑸利用联咪唑为配体合成了2个Zn和Cd的磷酸盐配位聚合物:[Zn2(C6H6N4)(HPO4)2]n(化合物9)。{[Cd(C6HsN4)2PO4]PO4·H2O}n(化合物10)。化合物9中,分子单元间通过共用磷酸根的氧和联咪唑中的氮形成无限的三维结构。而化合物10中,分子单元间通过磷酸根的氧形成一维连状结构,链与链之间通过游离的磷酸根和水形成的氢键构筑成无限三维超分子结构。