有机-无机杂化锗钼氧酸盐的合成及其结构性能研究

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摘要：利用传统的水溶液法合成了一例有机－无机杂化的含有混合配体的饱和α-Keggin型的锗钼氧酸盐[H2DAP]2[Cu(PA)2][α-GeMo12O40]· 8H2O (1)。(DAP= 1,2-丙二胺, HPA =2-吡啶甲酸)，并通过元素分析、红外光谱、热重(TG)分析和X-射线单晶衍射等技术对其结构进行了表征。化合物1代表了一种有机-无机杂化的含混合配体的锗钼氧酸盐且由[Cu(PA)2]支撑连接[α-GeMo12O40]4-单元形成了独特的一维链结构。此外，我们还对化合物1的电化学和电催化性质进行了具体的研究。 43720

毕业论文关键词：有机–无机杂化;锗钼氧酸盐;电化学

Study on the Synthesis, Structure and Properties of Organic-Inorganic Hybrid Germanomolybdate

Abstract：One novel organic-inorganic hybrid based on saturated α-Keggin-type germanomolybdate with mixed ligands, namely, [H2DAP]2[Cu(PA)2] [α-GeMo12O40]·8H2O(1), (DAP = 1,2-Diaminopropane, HPA = 2-Picolinic acid) has been obtained via the conventional solution synthesis method and structurally characterized by elemental analyses, IR spectra, thermogravimetric (TG) analyses, and single-crystal X-ray diffraction.1 stands for an distinct one-dimensional (1D) liner organic−inorganic hybrid germanomolybdate chain with mixed ligands built from classical Keggin [α-GeMo12O40]4- units supported by[Cu(PA)2]linkers. Furthermore, the electrochemical and electrocatalytic properties of 1 have also been investigated in detail.

Key Words：Organic–Inorganic hybrid; Germanomolybdate; Electrochemistry

摘要 1

引言 1

1 实验部分 2

1.1 实验仪器 2

1.2 实验试剂 3

1.3 化合物1的合成 3

1.4 X-射线单晶衍射 3

2 结果与讨论 4

2.1 结构描述 4

2.2 红外光谱 6

2.3 热重分析 6

2.4电化学分析 7

3总结 8

参考文献 8

致谢 11

有机－无机杂化锗钼酸盐的合成及其结构、性能研究引言

近几十年，有机－无机杂化材料广泛引起了大家的广泛关注。这些材料不仅具有丰富多样的结构，而且它们还具有迷人的性能，例如在催化、吸附、磁化学、光化学和离子交换等领域有着广泛的应用[1-2]。因此合成具有新型结构和迷人性能的有机－无机杂化材料是其发展的动力。然而，合理设计和合成有机－无机杂化材料一直存在着一些问题。幸运的是，多金属氧酸盐（POMs），作为一种迷人的金属－氧簇，对于合成多功能杂化材料是一种极其合适的无机构筑材料。因为它们具有多种多样的结构、高的负电荷和丰富的表面氧原子，这使其在催化、电化学、光致变色、磁性、医药和材料科学等方面都有着潜在的应用[3-5]。因此，把过渡金属－有机化合物连接到多酸骨架上是一种成功的合成有机－无机杂化材料的方法。

迄今，大量的基于多酸的有机－无机杂化复合材料已被报道[6-8]。其中，含有独特结构的有机－无机杂化包含过渡金属的杂多钨酸盐已经被广泛的报道[9]。然而，关于包含过渡金属的杂多钼酸的有机－无机杂化材料报道的还比较少[10]，其主要原因是多钼氧酸盐相比较与多钨氧酸盐不稳定。锗钼酸盐作为一种重要的多酸类型，引起了人们的注意。2007年，苏忠民课题组通过水热法合成了两种饱和Keggin类型的有机－无机杂化的锗钼氧酸盐{[Cu(4,4′-bipy)]3[HGeMo12 O40]}·0.5H2O （4,4′-bipy = 4,4′-联吡啶）和[Cu(bpe)]{[Cu(bpe)]2 [GeMo12O40(VO)2]} （bpe = 二（4-吡啶基）乙烯）[11]。2009年，许林课题组用水热法合成了一种新颖的具有螺旋链结构的有机－无机杂化锗钼氧酸盐{CuII(pda)(H2O)CuI2(bpy)3}　[GeMo12O40]n·2nH2O，（pda = 1,2-丙二胺, bpy = 4,4′-联吡啶）[12]。2010年，牛景杨课题组用水热法合成一例有机－无机杂化包含三核铜的锗钼氧酸盐{[Cu(phen)]3(μ2- Cl)4}2[GeMo12O40]（phen = 邻二氮菲）[13]。随后，吴立新课题组在2011年报道了一例用水热法合成的锗钼多金属氧酸盐[CuI4L4][GeMo12O40](L=1,4-bis(pyrazol -1-ylmethyl)benzene) [14]。