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基于高核多钒酸盐的金属—有机配合物的设计合成及其性能研究

作　者: 张丽丽
导　师: 刘阳
学　校: 苏州大学
专　业: 无机化学
关键词: 多钒酸盐水热合成电化学性质环己烷催化
分类号: O641.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本论文利用金属离子与多金属氧酸盐及二羧酸类配体反应,通过自组装得到了一系列新型的高核多酸基的金属-有机配合物及含有机配体的金属-有机配合物,研究了这类化合物的合成条件及规律,分析了网络所属的拓扑类型,考察了分子间作用力、配体的几何构型等规律,探究了分子自组装原理,探索了新物质结构和性能间的关系。运用水热合成技术,采用原位合成的方法,通过对反应过程中溶液的pH值、温度和配料比的摸索,成功地合成了5种新型的金属-有机骨架配合物,通过单晶X-射线衍射、元素分析、红外光谱以及X-射线粉末衍射等对这些物质进行了表征,并对化合物的电化学性质、水溶性以及催化方面的性质进行了进一步的研究。1.水热合成体系中,以硝酸铜、偏钒酸铵为原料,磷酸二氢钠为添加剂,利用原位合成的方法,通过加入乙二胺调节体系的pH值,得到了2个拥有[V04]核的高核多钒氧酸盐的金属-有机配合物：[Cu(en)2]4[Na2V16O42(VO4)]·2H2O (1)[Cu(en)2]4[V18O42(VO4)]·H2O (2)其中化合物1含有一种新颖的包裹[V04]核的双钠取代的[Na2V16O42(VO4)]簇(Na2V16), Na2V16簇提供了8个终端氧原子与8个[Cu(en)2]单元连接得到了一个八连接的三维金属有机骨架。化合物2则是由经典的V18簇包裹[V04]核,通过[Cu(en)2]连接单元形成了与化合物1结构相同的三维金属有机骨架,并研究了化合物1的电化学性质,2.利用水热方法,以偏钒酸铵、磷酸二氢钠为原料采用原位合成的方法,通过加入丁二胺调节体系的pH值,合成了由32个水分子包裹、带有[VO4]核的V18簇合物：[Na(H2O)4][H4V18O42(VO4)]·16H2O (3)化合物3中的32个水分子形成的水壳结构是由两个独立的水分子通过对称操作得到的,而且通过实验证明了化合物3的水溶性与水壳结构有关：水壳结构被破坏,化合物的水溶性消失。3.以二羧酸化合物作为配体,依次向反应体系中加入金属、配体,而后通过加入氢氧化钠调节体系的pH值,水热合成了2种金属-有机配合物：[Co(C11H11ClO4)2]·2H2O (4)[Zn(C11H11ClO4)2]·2H2O (5)并研究了化合物4对环己烷的催化性质,发现以这种简单、绿色的方法合成的化合物4对环己烷的选择性氧化的能力(选择性：90.32%,转化率：26.58%)是目前已知的金属-有机配合物类的环己烷催化剂里转化率最高的。

全文目录

中文摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-32
  1.1 金属-有机配合物  10-15
    1.1.1 金属-有机配合物的研究进展  10-11
    1.1.2 金属-有机配合物的网络结构  11-15
  1.2 多酸基金属-有机配合物的研究  15-20
    1.2.1 多酸基金属-有机配合物的组成和分类  15
    1.2.2 多酸基金属-有机配合物的基本结构类型  15-20
  1.3 基于羧酸类配体的金属-有机配合物的研究  20-23
    1.3.1 基于羧酸类配体的金属-有机配合物的配位方式  20
    1.3.2 基于羧酸类配体的金属-有机配合物的分类  20-23
  1.4 选题的依据和目的  23
  1.5 实验试剂和测试手段  23-24
    1.5.1 试剂  23-24
    1.5.2 测试手段  24
  参考文献  24-32
第二章以高核钒酸盐为构筑单元的金属-有机配合物的研究  32-49
  前言  32-33
  2.1 以高核钒酸盐为构筑单元的金属-有机配合物的合成和晶体结构  33-41
    2.1.1 化合物1的合成  33
    2.1.2 化合物2的合成  33
    2.1.3 化合物1的晶体结构  33-40
    2.1.4 化合物2的晶体结构  40-41
  2.2 以高核钒酸盐为构筑单元的金属-有机配合物的性质研究  41-45
    2.2.1 化合物1,2的表征  41-44
    2.2.2. 电化学性质  44-45
  2.3 小结  45
  参考文献  45-49
第三章高核钒酸盐为模板剂构筑水溶性的金属-有机配合物的研究  49-64
  前言  49
  3.1 高核钒酸盐为模板剂构筑水溶性的金属-有机配合物的合成和晶体结构  49-57
    3.1.1 化合物3的合成  49-50
    3.1.2 化合物3的晶体结构  50-57
  3.2 高核钒酸盐为模板剂构筑水溶性的金属-有机配合物的性质研究  57-60
    3.2.1 化合物3的表征  57-59
    3.2.2 水溶性的研究  59-60
  3.3 小结  60
  参考文献  60-64
第四章基于羧酸类配体的金属-有机配合物的研究  64-74
  前言  64-65
  4.1 基于羧酸类配体的金属-有机配合物的设计合成和晶体结构  65-68
    4.1.1 化合物4的合成  65
    4.1.2 化合物5的合成  65
    4.1.3 化合物4,5的晶体结构  65-68
  4.2 基于羧酸类配体的金属.有机配合物的性质研究  68-71
    4.2.1 化合物4,5的表征  68
    4.2.2 催化性质的研究  68-71
  4.3 小结  71
  参考文献  71-74
第五章总结  74-75
攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文  75-77
致谢  77

基于高核多钒酸盐的金属—有机配合物的设计合成及其性能研究

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