基于同多八钼氧酸盐异构体化合物的合成、晶体结构及催化性质研究

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使用多酸阴离子做建筑块,构建结构丰富、性能优异的有机-无机杂化材料一直是多酸工作者研究的热点课题。同多八钼氧酸盐阴离子具有丰富的异构体化学,为其有机-无机材料的构建提供了丰富的结构来源。本文选用柔性含N单齿配体dpmea(N,N-diethyl-N-(pyridin-2-ylmethyl)ethanaminium)、三齿配体mebpa(bis(2-pyridylmethyl)methylamine)、四齿配体dpoen(2-(pyridin-2-ylmethoxy)-N-(pyridin-2-ylmethyl)ethanamine)、五齿配体tpoen(2-(pyridin-2-ylmethoxy)-N,N-bis(pyridin-2-ylmethyl)ethanamine)、六齿配tpdoen(2-(pyridin-2-ylmethoxy)-N-(2-(pyridin-2-ylmethoxy)ethyl)-N-(pyridin- 2-ylmethyl)ethanamine)为有机组分、MoO3/[Bu4N]4[α-Mo8O26]和铜/镍金属盐为无机组分,使用水热合成技术,通过改变反应原料的类型和反应体系的温度合成了8种未见文献报道含有同多八钼氧酸盐异构体的化合物,通过元素分析、IR、TG和单晶X-射线技术对其晶体结构进行了表征,并对部分化合物进行了电化学性质和催化性质的初步研究。论文以相同的起始原料MoO3、CuSO4?5H2O、mebpa和H2O(2:1.5:1:2500的比列),在120 oC水热条件下合成了[{Cu(mebpa)}2β-Mo8O26] 1;在140-180 oC合成了[{Cu(H2O)2(mebpa)}]2[γ-Mo8O26] 2。化合物1是由{Cu(mebpa)}2+阳离子与[β-Mo8O26]4-阴离子通过端氧共价相连,形成一维带状链结构。化合物2是由γ-Mo8O264-阴离子和[{Cu(H2O)2(mebpa)}2+]2配合物阳离子组成并具有分离结构的化合物。发现温度是影响八钼氧酸盐异构体形成或结晶析出的重要因素之一。论文以[Bu4N]4[α-Mo8O26]为起始原料,加入不同的Cu/Ni-N金属配合物片段,在120和160 oC水热条件下,合成了6个含有八钼氧酸盐异构体的化合物: [{Cu(tpdoen)}2][α-Mo8O26]·3H2O 3 , [{Cu(dpoen)}2α-Mo8O26] 4 ,[{Cu(dpmea)}2β-Mo8O26] 5 , [{Ni(tpoen)}2β-Mo8O26]·5H2O 6 ,[{Cu(tpoen)}2δ-Mo8O26]·2H2O 7,[{Cu(tpoen)}2δ-Mo8O26]·3H2O 8。化合物3是由α-[Mo8O26]4-阴离子和Cu(tpdoen)2+阳离子组成的分离结构的化合物。化合物4是由α-[Mo8O26]4-阴离子和Cu(tpoen)2+片段彼此相连接形成一个二维网状结构。化合物5是一个β-[Mo8O26]4-阴离子双支撑Cu(mebpa)2+配合物。化合物6,7和8都是多酸支撑型化合物,化合物6为β-Mo8O26,7和8为δ-Mo8O26。而7和8互为连接异构体。发现配合物组分是影响八钼氧酸盐异构体形成或结晶析出的重要因素之一。论文研究上述8种化合物碳糊电极(MCPE)的电化学性质,研究了1-和2-MCPE在酸性溶液中对亚硝酸盐电催化还原作用。论文还研究了[{Cu(H2O)2(mebpa)}]2[γ-Mo8O26]、[{Cu(o-phen)}2θ-Mo8O26]和[Bu4N]4[α-Mo8O26]做催化剂对双氧水氧化苯甲醛生成苯甲酸的催化作用。
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