由杂多酸及含氮有机组分构筑的杂化化合物的合成与表征

摘要

本文以水杨醛缩氨基硫脲（H2L）为有机构筑块，过渡金属离子和Keggin多金属氧酸盐为无机构筑块，在水热和自然蒸发的条件下合成了一个1,3,4-噻重氮有机组分修饰多金属氧簇的超分子化合物以及两个金属-有机骨架(MOFs)修饰多金属氧簇的有机-无机杂化配合物。并通过元素分析、IR、UV、单晶X-射线衍射等分析方法确定了化合物的组成及晶体结构。利用TG、CV、吸附等手段对化合物的热稳定性、电化学性质以及吸附性能进行了研究。
　　1.以水杨醛缩氨基硫脲、Na8[β-HPW9O34]·24H2O为原料，合成了一个新型的1,3,4-噻重氮修饰的Keggin型多金属氧簇超分子化合物：
　　[C8H7N3OS]4{[C8H8N3OS]2[HPW12O40]}·7H2O(1)
　　水杨醛缩氨基硫脲发生原位环化反应生成1,3,4-噻重氮有机组分，与多酸阴离子之间通过氢键和静电引力结合，形成了[C8H7N3OS]4{[C8H8N3OS]2[HPW12O40]}·7H2O三维超分子化合物，该化合物属于三斜晶系，P-1(2)空间群。电化学性质研究表明化合物存在三步氧化还原过程。
　　2.以水杨醛缩氨基硫脲、磷钨酸、氯化钴为原料，DMF、甲醇作为溶剂，通过自然蒸发法得到了一例金属-有机骨架修饰的多酸化合物：
　　[CoⅡ(C8H8N3OS)2]2[HPW12O40]·4DMF(2)
　　化合物中Co2+与水杨醛缩氨基硫脲形成了六配位的配合物，进而与多酸阴离子通过静电引力及氢键结合形成了具有孔道结构的三维网状化合物,该化合物属于单斜晶系，P2(1)空间群。
　　3.以水杨醛缩氨基硫脲、硅钨酸、硝酸镍为原料，DMF、甲醇作为溶剂，用与化合物2同样的合成方法得到了一例新颖的Ni取代杂原子多酸化合物：
　　[NiⅢ(C8H8N3OS)2]2[NiⅡW12O40]·2H2O(3)
　　化合物中Ni3+与水杨醛缩氨基硫脲同样形成了六配位的配合物，同时取代了硅钨酸中的杂原子Si，在氢键及静电引力的作用下形成了二维层状结构化合物，该化合物属于三斜晶系，P-1空间群。电化学性质研究表明存在三步氧化还原过程。
　　4.以上述合成的两种有机-无机杂化材料(2和3)为吸附剂，探究了吸附剂用量、溶液初始浓度、反应时间等变量对罗丹明B和亚甲基蓝染料溶液吸附效果的影响，化合物2对亚甲基蓝理论上的饱和吸附量为16.67mg/g；化合物3对罗丹明B理论上的饱和吸附量为17.86mg/g。最佳反应时间均为30min，二者均为化学吸附，且均符合准二级动力学模型。

目录

声明

第一章 前言

1.1 杂多酸概述

1.2 常用合成方法

1.3 杂多酸的研究进展

1.4基于多金属氧簇的有机-无机杂化化合物

1.5 含N/O类有机配体构筑的多酸基有机-无机杂化化合物

1.6 选题目的及依据

第二章 含1,3,4－噻重氮的多金属氧簇化合物的合成、结构和表征

2.1 试剂与仪器

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 结论

第三章 Co、Ni配合物修饰的Keggin型多酸基化合物的合成、晶体结构及性质

3.1 试剂与仪器

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 小结

第四章 Co、Ni配合物修饰的Keggin型多酸基化合物的吸附性能研究

4.1 试剂与测试方法

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 样品对罗丹明B和亚甲基蓝的脱色研究

4.5 样品的吸附等温线

4.6 吸附动力学

4.7 小结

第五章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间的成果

附录