B-型Anderson多酸和Lindqvist多酸衍生物的合成及催化性能的初步研究

摘要

多金属氧酸盐(Polyoxmetalates,简写为POMs)是一类具有特殊性质和结构的金属-氧簇化合物。由于多酸在催化、药物和材料化学等方面的潜在价值，而成为近年来研究的热点之一。本论文是以Anderson多酸和Lindqvist多酸为主体原料，设计合成了六个新型多酸衍生物。
　　以Anderson多酸Na3[Cr(OH)6Mo6O18]为原料，在水溶液中合成了三个新型Anderson多酸有机衍生物：Na2(C4H12O3N)[Cr(OH)6Mo6O18]·C4H11O3N·6H2O(1)、[(C4H9)4N]7-[HOCH2C(CH2)3Cr(OH)3Mo6O21]2Br·20H2O(2)和[(C4H9)4N]6{H4[HOCH2C(CH2)3-(CrO6)Mo6O18]}2(C6H5COO)2·2.5C6H5COOH·5H2O(3)。
　　通过红外光谱、差热-热重分析和核磁对其进行了表征，并用 X-射线单晶衍射确定了其结构组成。其中，化合物1是一个由于氢键作用而稳定存在的多阴离子与Tris的电荷转移盐；化合物2是Anderson多阴离子单面被甲基化，另一面μ-3桥氧上的氢原子与溴原子或水分子形成氢键，晶体中的各组分通过氢键作用连接形成三维网状结构；化合物3是由化合物2与CoCl2和苯甲酸钠在水溶液中加热反应得到，反应过程中由于CoCl2水溶液在高温会水解产生H+，而使多酸衍生物结构发生了变化，由三个μ-3桥氧连接季戊四醇三个伯碳转化为季戊四醇的三个伯碳分别与两个μ-3桥氧和一个μ-2桥氧相连。
　　此外，研究了Lindqvist多酸有机亚胺衍生物的金属配位反应，并意外得到了两个未报到的(n-Bu4N)2[Mo6O18(NR)](R=o-CH3C6H3(OH))同分异构体结构多酸和一个新型α-[Mo8O26]4-结构多酸。用红外光谱和差热-热重对其进行了表征，X-射线单晶衍射确定了其结构。
　　通过对化合物1、2和4进行热分析比较，发现化合物2和4热稳定性较好，从而对其进行了不同温度下的催化活性研究。实验表明，两种多酸均具有较好的热催化活性，同时，化合物4在170℃下催化活性最大，而相比之下两种多酸的光催化活性却稍逊一筹。
　　本论文对多酸有机衍生物的合成及性质均做了初步研究，为今后对多酸的进一步研究提供了一定的理论依据。

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第一章 绪论

1.1 多酸的研究简介

1.2 多酸的应用

1.3 多酸的研究现状

1.4 本论文研究的主要内容

第二章 实验试剂和仪器

2.1 实验试剂

2.2 实验仪器

第三章 B-型Anderson多酸衍生物的合成

3.1 实验部分

3.2 结果与讨论

3.3 小结

第四章 Lindqvist多酸衍生物的合成

4.1 实验部分

4.2 结果与讨论

4.3 小结

第五章 多酸有机衍生物催化性质的初步研究

5.1 热催化活性研究

5.2 光催化活性研究

5.3 小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

附录A(攻读学位期间发表论文目录)

附录B(部分谱图)