分子基纳米材料高核金属氧簇的合成组装及其性能的研究无机化学专业论文.docxVIP

独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究工 独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究工 作所取得的成果。据我所知，除了特别加以标注和致谢的地方外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。对本人的研究做出重要贡献的个 人和集体，均已在文中作了明确的说明。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：否起毒：回 日期： 学位论文使用授权书 本学位论文作者完全了解东：ILN范大学有关保留、使用学位论文的规定， 即：东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件 和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北师范大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复 制手段保存、汇编本学位论文。 (必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权书) 日 期：艄 学位论文作者签名：么V v怎：亟 指导教师签名： 日 期： 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 电话：—— 通讯地址： 邮编：—— 3 摘 摘 要 高核金属氧簇作为一类重要的分子基纳米材料，由于其结构的多样性和性能上的均 一性而受到了广泛的关注。这类高核金属氧簇化合物，尤其是具有蛋白质尺寸的金属氧 簇化合物，在化学仿生，分子磁体，催化，能量存储以及多功能材料等领域被广泛应用， 现不仅成为金属氧簇化学发展的新生长点之一，而且成为金属氧簇化学通往“合成生物 学’’的桥梁。本论文主要选用含氧多齿配体与过渡金属离子或稀土金属离子，设计合成 了多种结构新颖的高核金属氧簇，探讨了这些高核金属氧簇的合成条件与合成规律，分 析了新型簇合物结构和功能特性问的关系。 本文采用常规水溶液方法和水热技术合成了36例高核金属氧簇类化合物，并通过 IR、元素分析、ESR、紫外．可见光谱和单晶X一射线衍射分析等方法对晶体结构进行了 表征与分析。对这些簇合物的磁学特性、热稳定性、电化学一电催化性质和吸附性能进 行了初步研究。 1．利用缺位型多酸，主要是二缺位的{?-SiWl0}，单缺位的{fl-SiWll}和六缺位的 {P2W12)为前躯体合成了20个基于Keggin型缺位多酸的钨簇类化合物。化合物1-6是多 镍取代的夹心型钨簇，两个缺位多酸片段之间分别含有一个由4到7个Ni2+离子组成的 镍簇，其中化合物1和4分别含有两种不同的缺位多酸片段；化合物7．11是多核铜取代 的多钨酸盐簇合物，化合物7和8是分别含有14个和10个Cu2+离子的四聚型高核钨簇 化合物，化合物7是第一例基于四个{fl-SiWs}的高核钨簇化合物；化合物9．11中，夹心 型多酸单元通过自缩合或被表面修饰的Cu2+离子连接构筑成纯无机的一维链状结构；化 合物12．17是多锰取代的夹心型钨酸盐簇，其中化合物12和13是含有6个Mn2+离子的 夹心型单体化合物，化合物14和15是以夹心型阴离子为建筑单元构筑的纯无机的一维 结构，化合物16是由夹心型阴离子构筑的二维结构，化合物17是一个含有6个混价锰 离子的双夹心型结构的多钨酸盐，化合18．20是多钴取代的夹心型多钨酸盐。 Na9K[Ni7(OH)4(H20)(C03)2(HC03)(A一仅一SiW9034)(fl—SiWl0037)]’5H30‘18H20(1) K6Na4[Ni6(H20)4(∥2一H20)4(／．t3一OH)20·SiW9034)2]’1 7．5H20 (2) K12[(SiW803 1)2Ni7(H20)4(OH)6]‘23H20 (3) K6Nals[H2{Nis(H20)5(OH)3(x-SiW9034)(fl—SIW8031)}2]‘39H20 (4) (NH4)2[Ni4(enMe)s(H20)2Ni4(enMe)2(PW9034)2]。9H20 (5) Na2[H6N2(CH2)612{Ni4[H4N2(CH2)612(H2PW9034)2}’7H20 (6) Nal6[Cul4(OH)4(H20)16(SIW8031)4]‘20．5H20 (7) KloNal4[CUlo(H20)2(N3)4(GeW9034)2(GeWs031)2]‘30H20 (8) K2Nalo[Cu4(GeW9034)2]·15．5H20 (9) K4Na4[Cu2(H20)sCu4(H20)2(B—a—GeW9034)2]‘14H20(101 Ks[Cu2(H20)sCu4(H20)2(B—a—SIW9034)2]‘4H20 (11) I K2Na2Mn2(H20)12[Mn2(H20)loMn4(H20)2(GeW9034)2]。18H20(12) K2Na2Mn2(H20)12[Mn2(H20)loMn4(H20)2(GeW9034)2]。18H20(12)