基于缺位Keggin型鎢鍺酸鹽的配位組裝、晶體結構和磁性研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、在多金屬氧酸鹽化合物中,由于Keggin結構化合物最具有應用前景,因而目前對其合成最多、研究也最為充分。以缺位Keggin型鎢鍺酸鹽為建筑塊的化合物具有多變的結構和豐富的磁學性質,通過引入其他磁性組分有望得到多酸基分子磁體?;诖?,本論文將過渡金屬離子、稀土離子以及氰根配合物等引入缺位Keggin型鎢鍺酸鹽體系中,設計合成了多種結構新穎的化合物,通過變溫磁化率對其磁學性質進行了研究,分析了結構和磁性間的關系,并對其合成條件與合成規(guī)律進行

2、了探討。
  本文采用常規(guī)方法,通過改變反應過程中溶液的溫度、pH值、原料配比、配體和抗衡陽離子的種類,成功地合成出15個新型化合物。通過單晶X-射線衍射分析、元素分析、紅外光譜等對其結構進行了表征。
  1.以Keggin型三缺位雜多鎢鍺氧酸鹽為基本建筑塊,通過引入過渡金屬離子,得到了四個新的化合物1-4,分子式如下:Na3H(C3H5N2)4[{ Cu(C3N2H4)2}2Cu4(H2O)2(GeW9O34)2]·27H

3、2O(1)(C4H10ON)9H3[Mn2Na2(C4H10ON)2(GeW9O34)2]·9H2O(2)Na10H8[Mn6Ge3W24O94(H2O)2]·37H2O(3)Na6H8[Cu8Ge3W24O94(H2O)2]Cu(H2O)2·30H2O(4)
  這四個化合物都是以三缺位Keggin型鎢鍺酸多陰離子[GeW9O34]10-為基本建筑塊?;衔?的多陰離子中含有一個典型的Weakley型建筑塊[Cu4(H2O)2(

4、GeW9O34)2],兩個銅-咪唑單元[Cu(C3N2H4)2]2+分別與建筑塊上兩個相對W4O4面的四個橋氧相連接?;衔?的多陰離子是由兩個缺位的Keggin型結構單元B-α-[GeW9O34]與菱形簇Mn2Na26+連接形成的夾心型結構。化合物3和4的多陰離子是一個香蕉型雙夾心結構,包含兩個三缺位的Keggin單元[GeW9O34]10-和一個六缺位的橋聯簇[GeW6O26]12-。磁性研究表明化合物1中存在亞鐵磁性相互作用,化合

5、物2-4中存在反鐵磁性相互作用。
  2.以雙缺位Keggin型鎢鍺酸鹽為基本建筑塊,通過引入3d-4f雜核金屬簇,得到了三個3d-4f雜核鎢鍺酸鹽化合物,分子式如下:K4.5Na5.5H8[CeFe(α(1,4)-GeW10O38)(H2O)2]3·20H2O(5)K4.5Na5.5H8[EuFe(α(1,4)-GeW10O38)(H2O)2]3·26H2O(6)K4.5Na5.5H8[TbFe(α(1,4)-GeW10O38)

6、(H2O)2]3·22H2O(7)
  化合物5-7是同構的,其多陰離子由三個[LnFe(α(1,4)-GeW10O38)(H2O)2]6-結構單元通過Fe-O-Ln連接而成。
  3.在水溶液體系中,采用原位合成的方法得到了兩個新的基于Keggin型單缺位雜多鎢酸鹽與過渡金屬離子的化合物8和9,分子式如下:Na6H4{[Cu(C2N2H8)2]2[NaGeW11O39]}2·31 H2O(8)Na6H4{[Cu(C2N2H

7、8)2]2[NaSiW11O39]}2·31H2O(9)
  化合物8和9中是同構的,整個化合物呈現非心結構。其多陰離子中同時存在互為對映異構體的兩條手性鏈,每條鏈的手性來自于兩個[Cu(en)2]2+與[α-GeW11O39]8-/[α-SiW11O39]8-的不對稱連接?;衔?的表面光電壓具有光伏響應。
  以雙缺位Keggin型多酸陰離子[γ-GeW10O36]8-作為前驅體,合成了一例新的1∶2型稀土夾心型化合物1

8、0(:)
  K11.5H1.5[Pr(GeW11O39)2]·29H2O(10)
  在化合物10中,夾在兩個[GeW11O39]8-中間的PrⅢ離子具有八配位的四方反棱柱結構。磁性研究表明化合物10中存在反鐵磁性相互作用。
  4.首次將Keggin型單缺位雜多鎢酸鹽與氰基金屬陰離子配位,將氰根配體引入到多酸體系中,成功合成出四例多酸基五核雙金屬氰根配合物11-14(:)KNa3H12(C4H10ON)9[{FeⅢ

9、(CN)6}(FeⅡⅢGeW11O39)2(MnⅡGeW11O39)2]·23H2O(11)KNa3H8(C4H10ON)13[{FeⅢ(CN)6}(FeⅢGeW11O39)2(CoⅡGeW11O39)2]·24H2O(12)KH10(C4H10ON)14[{FeⅢ(CN)6}(FeⅢGeW11O39)2(NiⅡGeW11O39)2]·30H2O(13)KH12(C4H10ON)12[{FeⅢ(CN)6}(FeⅢGeW11O39)2(C

10、uⅡGeW11O39)2]·20H2O(14)
  化合物11-14的多陰離子是同構的,由一個[FeⅢ(CN)6]3-單元,兩個[FeⅢGeW11O39]5-和兩個[MⅡGeW11O39]6-(M=Mn,Co,Ni,Cu)組成,形成“十字形”結構。磁性研究表明化合物11和14中存在鐵磁性相互作用,化合物12和13中存在亞鐵磁性相互作用。這是首次將氰根配體引入到多酸領域,為該領域的修飾化學提供了可參考的合成路線。
  此外,除

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