一种具有光催化性能的簇基杂化材料的制备及性能表征

作者:袁满;孟翠芳;杨淇然;钟宇杰; 刊名:现代盐化工 上传者:刘凤丽

【摘要】文章采用水热技术合成了一个以二帽Keggin型钼-钒簇为建筑结构单元的簇聚物[Ni(en)3]2[SiMo8V6O42]·6H2O(1)(en=ethylendiamine),并通过元素分析、红外光谱和X-ray单晶结构分析对簇聚物1进行了表征.晶体结构分析显示,簇聚物1由过渡金属配合物阳离子[Ni(en)3]2+和二帽Keggin型钼-钒簇阴离子[SiMo8V6O42]4-和结晶水分子构成,并通过氢键作用形成3D超分子网络.研究了簇聚物1光催化降解罗丹明B的活性.

全文阅读

近年来,随着金属氧簇内在电子、分子结构的多样性而表现出来的独特的物理化学性能被认知,及其在分子生物学、药学、磁性及催化等学科的广泛应用价值不断被体现,合成具有3D网络新颖结构及优异性能的金属氧簇及其衍生物成为簇合物化学的研究热点之一[1-2]。大量具有经典的Keggin型及非经典的单帽、二帽、四帽Keggin型金属氧簇聚物也已经被合成出来[3-4]。然而,大多数簇聚物仅限于其新颖结构的报道,对其性能的表征,尤其是光催化性能的研究却非常有限,设计合成具有光催化活性的簇基杂化材料仍然具有极大的挑战性。本研究采用水热合成技术,制备了一个具有新结构的二帽Keggin型簇聚物[Ni(en)3]2[SiMo8V6O42]?6H2O(1)(en=ethylendiamine),并对其组成、结构和性能进行了表征,表现出良好的光催化活性。1实验部分1.1实验器材及材料所用试剂均为市售分析纯,购自国药集团化学试剂有限公司,使用前未经提纯处理。Perkin-Elmer2400SeriesIICHNS/O元素分析仪;Perkin-ElmerOptima3300D系ICP等离子体发射光谱仪,Perkin-ElmerSpectrumoneFTIR(FTIR,测定范围250~4000cm-1,KBr压片,/cm-1)红外光谱仪;AXSSmartApex-II型X射线单晶衍射仪。1.2材料的制备称取0.89gNa2MoO44H2O、0.30gV2O5,0.22gNiCl22H2O、0.25gH2C2O42H2O和18mL去离子水混合搅拌120分钟,并用乙二胺(en)调节pH为6。反应物转移至25mL反应釜中升温至160,保持该温度下加热3天,冷却至室温,得簇聚物1黑色块状晶体0.66g,产率68.4%(按Mo计算)。对于C12H54Ni2N12O48V6Si,元素分析计算值(%):C,6.12;H,2.29;N,7.41;Mo,32.61;V,12.99;Ni,5.01;Si,1.19。实验值(%):C,6.43;H,2.36;N,7.54;Mo,31.99;V,12.54;Ni,4.96;Si,1.07。1.3X-ray单晶分析结果簇聚物1单晶X-ray衍射数据在室温下测定,用Mo-K射线,以扫描方式收集数据,并使用SHELXTL-97程序完成。利用直接法确定金属原子的位置,用最小二乘法对结构进行修正。C12H54Ni2N12O48V6Si晶体结构数据如下:斜方晶系,Pnma空间群,晶胞参数为a=20.679(4)?,b=24.469(4)?,c=13.556(3)?,V=6024(2)?3,Z=4,M=2355.78,Dc=3.154Mg/m3,R1=0.1267,R2=0.2614。2结果与讨论2.1结构描述单晶结构分析显示,簇聚物1是由[SiMo8V10O42]4-簇阴离子,两个[Ni(en)2]2+过渡金属配合物阳离子和6个结晶水分子组成的。如图1所示,[SiMo8V10O42]4-是4个V原子代替了经典Keggin型簇[SiMo12O40]4-中的4个Mo原子并附加两个五配位的{VO}帽而形成的。其中,所有的V原子采取{VO5}四方椎的配位形式,所有的Mo原子采取{MoO6}八面体的配位模式,中心的Si原子被四个氧原子包围。Mo-O和V-O键长与已经报道的Mo-V-O簇合物相类似[5]。键价计算[6]所有的Mo原子均为+6价,V原子为混合价态,6个V原子的平均价态值为4.67与VV4VIV2相吻合,由此确定簇阴离子[SiMo8V6O42]的分子式为[SiMoVI8V

参考文献

引证文献

问答

我要提问