手臂式Dawson结构夹心型钨磷酸酯基锡衍生物的合成、表征和催化性能研究

摘要

三缺位Dawson结构钨磷酸盐Na12P2W15O56·18H2O(简写为P2W15)的夹心型化合物Na8H8[αββα-{M4(H2O)2(P2W15O56)2}]·nH2O(M=Mn，n=61; M=Co，n=55，分别简写为Mn-P2W15和Co-P2W15)与酯基锡Cl3 SnCH2CH2COOCH3在NaCl溶液中发生了有机金属取代过渡金属的反应，形成了由2个开链羧基锡和2个过渡金属修饰的新颖的手臂式夹心型钨磷酸盐，即{C(NH2)3}12H4[αββα-{(Sn(C3H4O2))2Mn2(P2W15O56)2}]·22H2O和{C(NH2)3}12H4[αββα-{(Sn(C3H4O2))2Co2(P2W15O56)2}]·9H2O(分别简写为SnR-Mn-P2W15和SnR-Co-P2W15)，首次在Dawson结构夹心型POM上嫁接羧基锡功能基团。X-射线单晶衍射、元素分析、红外光谱及核磁等分析测试结果表明，该夹心结构中羧基锡和过渡金属位于中心对称位置，原酯基锡前驱体均水解成羧基锡并取代了原赤道位置的过渡金属，且其最具特色的是羧基锡由环状变为链状结构，镶嵌在POM中心带两侧，形成了双手臂式POMs，为其进一步功能化提供了可能。该工作是POM-酯基锡衍生物单晶化合物合成上的突破，也为后期工作的开展奠定了坚实的基础。
　　1、研究了SnR-Mn-P2W15和SnR-Co-P2W15及其母体化合物的电催化还原性能。电催化研究结果表明，SnR-Mn-P2W15对H2O2和NaNO2还原具有良好的电催化作用，其催化活性高于母体化合物。
　　2、以催化合成环己酮乙二醇缩酮为模型反应，探讨了2个化合物及其母体化合物的酸催化性能。研究结果表明，SnR-Mn-P2W15可作为羰基保护反应的优良催化剂。
　　3、以催化氧化环己醇合成环己酮为模型反应，初步探讨了化合物的氧化催化性能。研究结果表明，SnR-Mn-P2W15具有一定的氧化催化效果。
　　4、以光催化降解罗丹明B为模型反应，初步评价了SnR-Mn-P2W15和母体化合物Mn-P2W15对染料的降解与吸附性能。研究结果显示，Mn-P2W15在给定的条件下显示出一定的光催化降解效果，而SnR-Mn-P2W15则表现为强烈的吸附作用。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 过渡金属修饰的三缺位Dawson结构POMs研究进展

1．2 有机锡修饰的POMs研究进展

1．2．1 POM-烃基锡衍生物

1．2．2 POM-酯基锡衍生物

1．3 选题依据及目的

1．4 实验试剂和测试手段

1．4．1 试剂

1．4．2 测试手段

第二章 手臂式Dawson结构夹心型POM-酯基锡衍生物的合成、表征

2．1 引言

2．2 合成

2．2．1 SnR-Mn-P2W15的合成

2．2．2 SnR-Co-P2W15的合成

2．3 结构

2．3．1 SnR-Mn-P2W15和SnR-Co-P2W15的X-射线晶体衍射数据

2．3．2 SnR-Mn-P2W15和SnR-Co-P2W15的晶体结构

2．4 表征

2．4．1 IR光谱分析

2．4．2 TG分析

2．4．3 X-射线粉末衍射(XRPD)

2．4．4 UV分析

2．4．5 SnR-Mn-P2W15的NMR分析

2．4．6 循环伏安(CV)

2．5 讨论

2．5．1 化合物SnR-Mn／Co-P2W15的合成方法讨论

2．5．2 化合物SnR-Mn／Co-P2W15中有机锡的结构讨论

2．6 小结

第三章 手臂式POM化合物SnR-Mn／Co-P2W15的催化性能研究

3．1 化合物的电催化性能研究

3．1．1 SnR-Mn-P2W15的电催化性能研究

3．1．2 SnR-Co-P2W15的电催化性能研究

3．2 SnR-Mn／Co-P2W15催化合成环己酮乙二醇缩酮的酸催化性能研究

3．2．1 反应时间的影响

3．2．2 催化剂用量的影响

3．2．3 环己酮与乙二醇摩尔比的影响

3．2．4 催化剂催化性能对比及重复使用性能

3．3 SnR-Mn／Co-P2W15催化环己醇氧化合成环己酮的氧化催化性能研究

3．4 Mn-P2W15和SnR-Mn-P2W15对染料罗丹明B的降解与吸附

3．4．1 催化剂的制备

3．4．2 催化性能评价方法

3．4．3 Mn-P2W15对RhB光降解的催化作用

3．4．4 SnR-Mn-P2W15对RhB的吸附作用

3．5 结果与讨论

第四章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文和参加科研项目情况

致谢