高核铌氧簇的合成及其光催化产氢性能的研究摘要：现如今越来越多的科研工作者都将目光都放在高核多金属铌氧簇这类化合物上，因为 高核铌氧簇在组成元素这方面与金属氧化物催化剂有着一些相似之处。同时高核铌氧簇的结 构特点也与金属氧化物催化剂有着很多类似的地方。高核铌氧簇是由不同的化合物所合成的， 而控制这个合成的过程是十分困难的。正因如此，铌多酸的发展相对于其他几个高核铌氧簇 来说还是比较缓慢的。72296

毕业论文关键词：铌多酸；自组装；光催化产氢

Self-Assembly and Photocatalytic Properties of Polyoxoniobates

Abstract  ：In view of the compositions and structures being similar to    metal-oxide

semiconductor photocatalysts, polyoxoniobates have attracted great research interest。 At present, compared with other polyoxometalates (POMs), such  as polyoxotungstates, polyoxomolybdates, and polyoxovanadates, the development of Polyoxoniobates is still at its early stage, owing to the difficulty of controlling synthetic conditions。

Keywords: polyoxoniobates; self-assembly; photocatalytic hydrogen production

1。前言

多金属氧酸盐又被称为多酸，它具有很大的吸引力。多金属氧酸盐是一种过 渡金属氧化物的团簇，而这种团簇的体积相对较小，是以纳米为单位来计算的。 因为其在物理和化学方面的独特性，它在很多领域都有着很好的应用，如催化、 医药等。[1]多酸化学有着近两百年的历史，因为它们的组成元素不同我们将其分 为两大类：同多酸以及杂多酸。[2]同多酸[Nb6O19]8-、 [W6O19]2-、 [Ta6O19]8-，它

是由氧原子和配原子 M 组成。杂多酸指的是有杂原子 X 的化合物，X 的种类有 很多，如硅、硒、磷等。由于不同的杂原子所呈现的价态不尽相同，所以杂原子 的种类比较多并且大不相同，它的数量也十分巨大。多酸阴离子的典型结构有： Dawson, Keggin, Waugh, Silverton, Anderson 和 Lindqvist。[3]迄今为止，多酸化学 的发展主要集中于多金属钼酸盐，多金属钨酸盐和多金属钒酸盐上，因为它们可 以通过简单的酸化得到，并能在广泛的 pH 范围中保持稳定。多金属铌氧酸盐 (PONs)是多酸的一个很具潜力的分支，它有着独特的性质，如在一定单位质量 内物料的总的表面积大、大量的带电粒子以及物质在溶剂中的碱性大。因为这些 的独特性使得多金属铌氧酸盐在多个方面得到了广泛的应用。其应用方面主要包 括用碱性催化剂降解污染物、处理具有放射性的废料以及光催化产氢等。也因如 此人们越来越关注多金属铌氧酸盐，并在不停地对其进行探索研究。[4]在过去的 几十年里，各国的科研组对多钨酸盐进行了很细致的研究[5],但是关于铌多酸这部 分还是处于初步研究阶段。[6]那些已经被报道过的多铌酸盐大部分都是在紫外光 照射下产氢的，[7]所以我们对多铌酸盐的研究还是很重要的。

2。铌多酸盐的研究进展

首例同多铌酸盐[Nb6O19]8–于 1953 年被 Lindqvist 报道。因为在化学合成方法 上的诸多限制，多金属铌氧酸盐(Polyoxoniobate, PONb)起初的发展十分缓慢。

在 2002 年，著名杂志 Science 刊登了一篇关于杂多铌酸盐{[Ti2O2]·[SiNb12O40]} 研究的文章，这篇文章的作者是 Nyman，他对经典 Keggin 型杂多铌酸盐的成功 研究使得铌多酸化学的发展加快了步伐。就最近这几年来说，学者们对于铌多酸 盐的研究主要有以下几个部分：文献综述

2。1 同多铌酸盐

Lindqvist[Nb6O19]8–阴离子(Fig。 2。1)是结构确定最早的同多铌酸盐，[8]铌六的 成功合成是铌多酸盐后续发展的基础，同时它也是铌多酸盐研究所需要的重要的 前驱体。