离子液体(IL)是指由有机阳离子和无机／有机阴离子构成的室温或室温附近呈液态的离子型化合物。其中,酸功能化的离子液体由于具有液体酸催化剂的高密度反应活性位、低挥发性、组成、酸性可调,可兼作溶剂等优点,已成为一种新型的环境友好液体催化剂。尤其是磺酸功能化的离子液体(SFIL),因为具有高的酸强度及水溶液中稳定等性质而颇受关注。近年来,以多金属氧酸盐(POM)作阴离子的离子液体型POM(IL-POM)的研究引人注目,这类化合物由于兼具POM的结构和IL特殊的稳定性、溶解性等性质,在一些催化反应中表现出优异的催化性能,并能实现催化剂的自动分离,从而将高效的均相催化和易分离的多相催化技术结合于一体。另外,这类化合物也是一类有机一无机杂化的POM,可能具有有机一无机杂化POM的一些性质,比如电荷转移性质、光色性质等,这也是引起我们兴趣的一个方面。鉴此,本文选择磺酸功能化的离子液体型阳离子—烷基磺酸离子作为阳离子,以Keggin结构的POM离子(PW12O403-、SiW12O4O4-)作为阴离子,合成了磺酸功能化的IL-POM,研究了其对乙二醇单乙醚乙酸酯合成的催化性能,以及光降解水溶性染料的催化活性。并对该类IL-POM的光致变色性能进行了研究。主要内容如卜：1.磺酸功能化的离子液体型多金属氧酸盐的合成以毗啶、三乙胺、丙磺酸内酯和Keggin结构的杂多酸为原料,合成了含烷基磺酸的IL-POM:[PyPS]3PW,2·9.1H2O、[PyPS]2HPW12·4.7H2O [PyPS]H2PW12·5.3H2O、[TEAPS]3PW12·87H2O、[PyPS]4SiW12·8.3H2O。其中进行了熔点测定、FT-IR、UV-vis、TG-DTA、元素分析、1H-NMR等组成、结构表征。表征结果显示,该类有机-无机POM盐仍保持POM阴离子的Keggin结构,并具有烷基磺酸阳离子的特征。该类化合物的熔点大大低于通常的POM盐,但高于一般的离子液体化合物,且随有机阳离子的增加,熔点降低。2.磺酸功能化的离子液体型多金属氧酸盐的催化性能(1)以上述合成的IL-POM,[PyPS]nH3-nPW12O40·xH20(n=1,2,3)为催化剂,催化乙二醇单乙醚与乙酸的酯化反应,考察了不同催化剂、催化剂用量对反应活性的影响及催化剂的重复使用情况。结果表明,该类催化剂不仅有高的催化活性,而且在重复使用6次后催化该酯化反应的转化率仍可达80%。与传统的可溶性杂多酸盐催化剂相比,该类磺酸功能化的IL-POM催化剂在反应过程中经历“固—液两相→液—液两相→固—液两相”的转化,能够实现催化剂的自分离,从而集高效催化、便捷分离和重复利用于一体。(2)以[PyPS]nH3-nPW12O40·xH2O(n=1,2,3)为催化剂,考察了其在紫外灯及白炽灯下对几种水溶性染料的光催化降解性能。在紫外光下,n=1,2的样品降解甲基橙的活性与钨磷酸相似；n=3的样品活性略差,这是因为当有机的PyPS离子含量增加时,样品表现出对紫外光的光敏性,猝灭了POM的激发态(反应活性中心)。在可见光(白炽灯)下,所有IL-POM样品对靛红的降解活性相仿,并大大高于钨磷酸。显示出该类样品可见光催化的优越性。因此,该类IL-POM化合物对可见光下某些染料的降解具有潜在的应用价值。动力学研究表明：各IL-POM样品在紫外灯下对染料的催化降解符合一级反应动力学的特征,而在白炽灯下,则为零级反应。3.磺酸功能化的离子液体型多金属氧酸盐的光致变色性能首次考察了磺酸功能化的IL-POM在紫外光下的光致变色性能。尽管在通常条件下这类IL-POM化合物阴、阳离子间的电子相互作用非常微弱,但是在紫外光的激发下,阴、阳离子间可发生电子转移,POM阴离子被还原为杂多兰,从而显示明显的光色性。钨磷系列L-POM的光色性强于钨硅系列的相应化合物。变色后的样品置于空气中避光一段时间又可以恢复到光照前的颜色。样品着色迅速,褪色稍慢,具有可逆光色性,但抗疲劳性不够理想。用对比样品、以及IR、ESR等手段对光色性机理进行了研究,结果显示,光色性的强弱与磺酸基团有关：含-S03H的化合物的光色性大大强于不含-S03H的相应化合物。IR谱也检测到-S03H参与了光致变色过程。ESR谱则检测到光色过程中W5+和自由基的存在。这些结果均表明：变色过程中,有机阳离子充当了还原剂,其中的-S03H作为供电子基团参与了变色过程,将POM中的W6+还原为Ws+,自身被氧化为S03·-自由基。有机阳离子和POM之间可形成电荷分离的、稳定的电荷转移复合物,从而导致着色态的稳定和样品的可逆显色。这一结果首次揭示了-S03H基团可以在POM基光色性材料中起到电子供体的作用。