无机-有机多金属钒氧杂化材料的合成、结构表征与性能研究

摘要

无机-有机多金属钒氧杂化材料由于其结构多样性,优良的物理特性以及在催化、吸附、医药和电磁等方面的应用前景而引起人们的关注。本文利用水热技术,采用分子设计和分子工程的思想,通过调节反应条件和反应原料合成了四个二维结构、两个笼状结构钒氧配合物。通过单晶X-射线技术解析了它们的晶体结构,讨论和总结了原料的配比、浓度、酸度、温度以及反应时间等因素对晶体的生成和结构的影响,对一些化合物的热稳定性、荧光等性质进行了初步研究。本论文主要包括以下三个方面的内容： 一.对无机-有机多金属钒氧杂化材料的合成方法、组成部分、最新进展及性质应用等方面进行综述。 二.合成了四个二维结构、两个笼状结构钒氧配合物,同时对其进行了结构表征和性质研究。 配合物(1)是由VO5和四面体PO4通过共角连接成的二维结构。配合物(2)是一个二维层状结构,在配合物(2)中每一个V(1)O6八面体与PO4四面体沿着c轴形成无限的链状结构。邻近的两条一维链通过V(2)O5共角形成二维层状结构。三个钒原子与四个磷原子构成七元环,质子化的哌嗪离子填充在孔内。配合物(3)由两个晶体学独立的钒原子、两个2,2’-联吡啶、一个HPO4四面体组成。配合物(4)为笼状结构,它的基本构建单元[VPMo12O42]呈著名的Keggin结构。[VPMo12O42]与4,4'-联吡啶通过氢键相连。构建单元通过4,4'-联吡啶连接成二维结构,二维结构通过氢键构建成三维结构。配合物(5)为笼状结构,它的基本构建单元是[PMo12O40]。哌嗪离子通过氢键将[PMo12O40]笼连接起来。配合物(6)是由钒氧[VO5]共边或共角形成的网状的钒氧层。 三.研究各种实验条件(如反应温度、反应物配比、溶剂、pH值、反应时间等)对反应结果的影响,并确定了最佳反应条件。

目录

文摘

英文文摘

声明

文献综述

1无机-有机多金属钒氧杂化材料的合成方法

1.1常规条件下的溶液合成

1.2水热合成

1.3其他合成方法

2无机-有机多金属钒氧杂化材料中的有机配体

2.1含氮杂环配体

2.2含氧羧酸类配体

2.3含叠氮酸根的配体

2.4杂环羧基类配体

3无机-有机多金属钒氧杂化材料的研究进展

3.1具有一、二维结构的无机-有机多金属钒氧杂化材料

3.2具有笼状结构的无机-有机多金属钒氧杂化材料

3.3具有三维结构的无机-有机多金属钒氧杂化材料

3.4具有其它新颖结构的无机-有机多金属钒氧杂化材料

3.5无机-有机多金属钒氧杂化材料的前景与应用

4本课题的选题思想与研究内容

参考文献

试剂及分析仪器

第一章层状钒磷氧无机-有机杂化配合物的合成、结构及性质研究

1.1配合物的合成

1.1.1配合物[H2N(CH2)4NH2]2[VOPO4]4(1)的合成

1.1.2配合物[H2N(CH2)4NH2]4[VⅣOPO4VⅤO(OH)PO4]4(2)的合成

1.1.3配合物[(2，2'-bipyridine)2(VO2)2(HPO4)]·H2O(3)的合成

1.2配合物的结构表征

1.2.1红外光谱(IR)

1.2.2热重分析(TG)

1.2.3荧光分析

1.2.4配合物的晶体结构

1.3本章小结

参考文献

第二章具有笼状的钒氧无机-有机配合物的合成、结构及性质研究

2.1配合物的合成

2.1.1配合物[C10N2H10]2[VPMo12O42](4)的合成

2.1.2配合物[H2N(CH2)4NH2][PMo12O40](5)的合成

2.2配合物的结构特征

2.2.1红外光谱

2.2.2荧光分析

2.2.3配合物的晶体结构

2.3本章小结

参考文献

第三章钒氧化合物[H2N(CH2)4NH2]2[V8O20]的合成与表征

3.1配合物[H2N(CH2)4NH2]2[V8O20](6)的合成

3.2红外光谱

3.3配合物(6)的晶体结构

3.4本章小结

参考文献

第四章设计思想及合成条件的研究

设计思想

4.1合成条件研究

4.1.1研究层状V-P-O体系的合成条件

4.1.2研究笼状V-O体系的合成条件

结论与展望

附录 攻读硕士学位期间已发表和待发表的学术论文

致谢