鈀參與構筑的多金屬氧簇的合成、結構及性質(zhì)
本文關鍵詞:鈀參與構筑的多金屬氧簇的合成、結構及性質(zhì)
【摘要】:鈀氧簇合物(Polyoxopalladates)是多酸化學的一個重要分支,主要是以鈀為多原子,PO_4~(3-)、AsO_4~(3-)、SeO_32-等為雜原子基團構筑形成的簇合物,因其結構多樣,催化活性良好而越來越受到化學家們的青睞。經(jīng)典多酸因其獨特的分子結構及分子易于設計和組裝的特點,在功能材料,光學,電學,磁學等領域有著潛在的應用。將鈀氧簇合物和經(jīng)典多酸結合起來,有望得到結構新穎、集二者優(yōu)點或衍生出更好的功能性的化合物;谝陨纤枷,本論文采用常規(guī)水溶液法,從簡單的鎢酸鈉、二氧化硒,氯化鈀或醋酸鈀等原料出發(fā),通過調(diào)控反應物比例、濃度、反應溫度以及溶液pH值等,成功制備出三類結構新穎的化合物,并對合成化合物進行了紅外、紫外、X-射線粉末衍射、熱重、循環(huán)伏安等表征,并用電噴霧質(zhì)譜(ESI-MS)研究了化合物在水溶液中的穩(wěn)定性。1.成功合成一例五角星型鈀氧簇合物:Na_5KH_3[NaPd_(15)(SeO_3)_(10)(μ_3-O)_(10)]·18H_2O(1)。10個Se原子位于五角星的頂點,Pd原子為平面四邊形配位構型,15個Pd原子構成一個五帽五棱柱,其內(nèi)部存在一個{O10}中央腔,該腔被Na+占據(jù)。2.首次合成了由鈀氧簇陰離子[KPd_(15)(SeO_3)_(10)(μ_3-O)_(10)]~(9-)和經(jīng)典多酸陰離子[H_2W_(12)O_(42)]~(10-)結合形成的化合物Na_8K_4H_(16)[KPd_(15)(SeO_3)_(10)(μ_3-O)_(10)]_2[H_2W_(12)O_(42)]·32H_2O(2)。其中鈀氧簇合物陰離子[KPd_(15)(SeO_3)_(10)(μ_3-O)_(10)]~(9-)為五角星型,通過Na-O,K-O鍵和4個[H_2W_(12)O_(42)]~(10-)連接,同時1個[H_2W_(12)O_(42)]~(10-)通過Na-O,K-O鍵和8個位于壓扁了的立方體頂點的鈀氧簇陰離子[KPd_(15)(SeO_3)_(10)(μ_3-O)_(10)]~(9-)相連。3.首次合成了由過渡金屬取代的鈀氧簇陰離子[M{Pd_(12)(SeO_3)8(μ4-O)8}]6-(M=Co,Zn)和Keggin結構[MW12O40]6-(M=Co,Zn)陰離子結合形成的兩例結構新穎的納米簇合物:Na18[Co{Pd_(12)(SeO_3)8(μ4-O)8}](CoW_(12)O_(40))_2·48H_2O(3)和Na18[Zn{Pd_(12)(SeO_3)8(μ4-O)8}](ZnW_(12)O_(40))_2·61H_2O(4)。化合物3和4同構,首先,[M{Pd_(12)(SeO_3)_8(μ4-O)_8}]~(6-)({MPd_(12)O_(32)})形成一個三層“俄羅斯套娃”結構,又被一個十四面體型的{Na18}簇包圍,進而形成四層“俄羅斯套娃”模型。{Na18}簇通過Keggin型陰離子中三金屬簇的三個端氧與8個[MW12O40]6-相連,同時[MW12O40]6-和4個{MPd_(12)O_32}單元相連。兩例化合物在水溶液中均能穩(wěn)定存在并表現(xiàn)出較好的電化學性質(zhì);衔锏慕M成和晶體學數(shù)據(jù)如下:1.Na_5KH_3[NaPd_(15)(SeO_3)_(10)(μ_3-O)_(10)]·18H_2O(1):正交晶系,Pna2(1)空間群,晶胞參數(shù):a=25.081(2),b=13.1839(13)?,c=19.2555(18)?,Z=4,R_1=0.0670,wR_2=0.1671[I2σ(Ⅰ)]。2.Na_8K_4H_(16)[KPd_(15)(SeO_3)_(10)(μ_3-O)_(10)]2[H_2W_(12)O_(42)]·32H_2O(2):晶體屬于單斜晶系,P21/n空間群,晶胞參數(shù):a=13.1450(7)?,b=37.748(2)?,c=19.2164(11)?,β=91.4400(10)o,Z=2,R_1=0.0670,wR_2=0.1745[I2σ(Ⅰ)]。3.Na18[Co{Pd_(12)(SeO_3)8(μ4-O)_8}](CoW_(12)O_(40))_2·48H_2O(3):晶體屬于立方晶系,Fm-3m空間群,晶胞參數(shù):a=26.2419(16)?,Z=4,R_1=0.0392,wR_2=0.1098[I2σ(Ⅰ)]。4.Na18[Zn{Pd_(12)(SeO_3)8(μ4-O)_8}](ZnW_(12)O_(40))_2·61H_2O(4):晶體屬于立方晶系,Fm-3m空間群,晶胞參數(shù):a=26.464(9)?,Z=4,R_1=0.0239,wR_2=0.0667[I2σ(Ⅰ)]。
【關鍵詞】:鈀氧簇合物 Keggin 合成 結構
【學位授予單位】:河南大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:O641.4
【目錄】:
- 摘要4-6
- ABSTRACT6-11
- 第1章 前言11-31
- 1.1 含鈀的多金屬氧簇11-18
- 1.1.1 鈀取代的經(jīng)典結構多金屬氧簇11-16
- 1.1.2 鈀為中心原子的多金屬氧簇16-17
- 1.1.3 鈀“嫁接”到多酸表面的多金屬氧簇17-18
- 1.2 鈀氧簇合物18-23
- 1.2.1 AsO_4~(3-)、PhAsO_3~(3-)構筑的鈀氧簇及其衍生物18-19
- 1.2.2 PO_4~(3-)構筑的鈀氧簇及其衍生物19-21
- 1.2.3 SeO_3~(3-)構筑的鈀氧簇及其衍生物21-22
- 1.2.4 其它酸根離子構筑的鈀氧簇22-23
- 1.3 選題思路23-24
- 1.4 試劑及測試條件24-25
- 參考文獻25-31
- 第2章 五角星型鈀氧簇合物的合成、結構及性質(zhì)31-41
- 2.1 實驗部分31-35
- 2.1.1 合成方法與元素分析31
- 2.1.2 晶體結構測定31-35
- 2.2 結果與討論35-39
- 2.2.1 合成討論35-36
- 2.2.2 晶體結構36-37
- 2.2.3 紅外分析37
- 2.2.4 紫外-可見光譜37-38
- 2.2.5 熱重分析38-39
- 2.2.6 電噴霧質(zhì)譜分析(ESI-MS)39
- 參考文獻39-41
- 第3章 Na_8K_4H_(16)[KPd_(15)(SeO_3)_(10)(μ_3-O)_(10)]_2[H_2W_(12)O_(42)]·32H_2O的合成、結構及性質(zhì)41-54
- 3.1 實驗部分41-46
- 3.1.1 合成方法與元素分析41
- 3.1.2 晶體結構測定41-46
- 3.2 結果與討論46-52
- 3.2.1 合成討論46
- 3.2.2 晶體結構46-49
- 3.2.3 紅外分析49
- 3.2.4 紫外-可見光譜49-50
- 3.2.5 循環(huán)伏安測試50
- 3.2.6 熱重分析50-51
- 3.2.7 X-射線粉末衍射分析51
- 3.2.8 電噴霧質(zhì)譜分析(ESI-MS)51-52
- 參考文獻52-54
- 第4章 Na_(18)[M{Pd_(12)(SeO_3)_8(μ_4-O)_8}][MW_(12)O_(40)]_2·nH_2O (M = Co~(2+), Zn~(2+))的合成、結構及性質(zhì)54-71
- 4.1 實驗部分54-58
- 4.1.1 合成方法與元素分析54-55
- 4.1.2 晶體結構測定55-58
- 4.2 結果與討論58-67
- 4.2.1 合成討論58-59
- 4.2.2 晶體結構59-62
- 4.2.3 紅外分析62-63
- 4.2.4 紫外-可見光譜63
- 4.2.5 X-射線粉末衍射分析(XRD)63
- 4.2.6 電化學63-65
- 4.2.7 熱重分析65
- 4.2.8 電噴霧質(zhì)譜分析(ESI-MS)65-66
- 4.2.9 X-Ray光電子能譜分析(XPS)66-67
- 參考文獻67-71
- 結論與展望71-73
- 附錄 碩士期間已發(fā)表論文73-75
- 致謝75-76
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6 郭雨,
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