Cr(III)-取代磷钨杂多配合物对4-甲基吡啶的电催化氧化作用

利用Cr(III)-取代磷钨杂多配合物PW₁₁O₃₉Cr^III(H₂O)^4－的内球电子转移特性, 通过与反应活性中心Cr^III(H₂O)第六配位水分子的交换反应, 将4-甲基吡啶分子络合修饰到该活性中心上进行阳极催化氧化. 可见吸收光谱证实4-甲基吡啶和Cr^III(H₂O)中心进行配体交换反应生成PW₁₁O₃₉Cr^III(NC₆H₇)^4－; 而循环伏安和恒电位电解实验结果表明, 修饰在Cr(III)活性中心上的4-甲基吡啶分子每一步都经历2电子氧化, 依次生成吡啶-4-甲醇, 吡啶-4-甲醛和吡啶-4-甲酸. 由此提出了一个关于这类反应的分子内电催化模板机制, 为过渡金属取代杂多配合物作为间接氧化电催化剂的应用开辟了一条新途径.     

Cr(III)-取代磷钨杂多配合物对4-甲基吡啶的电催化氧化作用

利用Cr(III)-取代磷钨杂多配合物PW₁₁O₃₉Cr^III(H₂O)^4－的内球电子转移特性, 通过与反应活性中心Cr^III(H₂O)第六配位水分子的交换反应, 将4-甲基吡啶分子络合修饰到该活性中心上进行阳极催化氧化. 可见吸收光谱证实4-甲基吡啶和Cr^III(H₂O)中心进行配体交换反应生成PW₁₁O₃₉Cr^III(NC₆H₇)^4－; 而循环伏安和恒电位电解实验结果表明, 修饰在Cr(III)活性中心上的4-甲基吡啶分子每一步都经历2电子氧化, 依次生成吡啶-4-甲醇, 吡啶-4-甲醛和吡啶-4-甲酸. 由此提出了一个关于这类反应的分子内电催化模板机制, 为过渡金属取代杂多配合物作为间接氧化电催化剂的应用开辟了一条新途径.     

铁取代钨硅酸盐位置异构体的合成、表征及电化学性质

取代型杂多酸盐（ HPC）具有金属卟啉的类似结构 ,它可以代替金属卟啉在很多反应中作催化剂 [1],被称为无机金属卟啉。 Hill[2],Neumann[3]分别报道了过渡元素单取代的杂多阴离子 [PW11M(H2O)O39]n－, [SiW11Ru(H2O)O39]n－对烯烃环氧化反应具有催化活性。目前,在单取代的杂多配合物中,β异构体的报道很少,我们发现,某些单取代金属衍生物中,β异构体具有良好的催化活性,具有明显的应用前景。继过去的工作 [4],我们又研究了过渡元素取代的 11-系列杂多阴离子的某些性质。有关α-XW11Fe(H2O)O39n－（ X=Si, P, Ge, As…     

新颖的PW11O39Fe(Ⅲ)(H2O)4-/H2O2类光-Fenton体系光催化降解苯胺

将Keggin型铁取代杂多阴离子PW11O39Fe(Ⅲ)(H2O)4-[PW11Fe(Ⅲ)(H2O)]构成的类光-芬顿体系用于水体生物难降解有机污染物苯胺(ArNH2)的降解。 研究了在紫外光照射和H2O2存在下,PW11Fe(Ⅲ)(H2O)对ArNH2降解的均相光催化作用。 考察了ArNH2、H2O2和PW11Fe(Ⅲ)(H2O)浓度对光催化降解反应速率的影响。 实验结果表明,0.1 mmol/L PW11Fe(Ⅲ)(H2O)+0.2 mmol/L H2O2+0.1 mmol/L ArNH2的中性溶液在300 W汞灯照射下反应60 min,ArNH2的降解率达100%,总有机碳(TOC)去除约52%。 同时讨论了PW11Fe(Ⅲ)(H2O)光催化H2O2产生羟基自由基的分子机制,并比较了酸性和中性条件下苯胺的光催化降解效果。     

3-甲基-4-对甲基苯基-5-(2-吡啶)-1,2,4-三唑桥联的双核铜配合物的磁性理论研究

采用对称性破损态方法结合密度泛函理论,选用反铁磁双核配合物[Cu2(MMBPT)2Cl4(H2O)2.5](MMBPT=3-甲基-4-对甲基苯基-5-(2-吡啶)-1,2,4-三唑)作为研究对象,通过与实验数据相比较,探讨了不同密度泛函方法与基组对计算铜配合物交换耦合常数的准确度.结果表明,4种混合密度泛函DFT(B3LYP,B3P86,B3PW91和PBE0)的计算结果都能和实验所观察到的值-31cm-1符号一致,但只有B3PW91方法得到的结果和实验结果吻合程度最好,同时采用方法B3PW91方法计算所得的交换耦合常数Jab对基组的依赖性较大.研究表明,2个Cu(Ⅱ)离子之间弱的反铁磁相互作用主要源于单占据分子轨道SOMOs小的能量劈裂.     

11-钨铬杂多阴离子层状材料的制备和表征及其光催化活性

采用离子交换法制备了具有Keggin结构11-钨铬三元杂多阴离子层状材料LDH-[Cu(H2O)W11Cr O39]7-,并利用红外光谱(IR)、X-射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜配合X-射线能量色散谱仪(SEM-EDS)对其组成和结构进行了表征。结果表明:三元杂多阴离子[Cu(H2O)W11Cr O39]7-取代了粘土板层中的NO3-离子,并且仍然保留了Keggin结构。利用合成的层状材料LDH-[Cu(H2O)W11Cr O39]7-为催化剂,对孔雀石绿进行了光催化降解实验,确定了光降解反应的最佳反应条件.在最佳反应条件下,孔雀石绿的脱色率可达98.01%。并将层状材料与杂多酸盐和粘土的光催化活性进行了比较,其光催化活性顺序为:LDH-[Cu(H2O)W11Cr O39]7-K7[Cu(H2O)W11Cr O39]Zn2Al粘土。因此表明层状材料LDH-[Cu(H2O)W11Cr O39]7具有优异的光催化活性。     

Keggin型铁取代杂多阴离子PW_(11)O_(39)Fe(Ⅲ)(H_2O)~(4-)光催化降解硝基苯

以Keggin型铁取代杂多阴离子PW11O39Fe(Ⅲ)(H2O)4-[PW11Fe(Ⅲ)(H2O)]代替传统光芬顿方法中的Fe3+作为光催化剂,构成一个新颖的光催化体系并用于水体生物难降解有机污染物硝基苯(NB)的降解.详细研究了在紫外光照射和H2O2存在下,PW11Fe(Ⅲ)(H2O)对NB降解的均相光催化作用.考察了NB初始浓度、溶液pH、H2O2和PW11Fe(Ⅲ)(H2O)浓度对光催化降解反应速率的影响.实验结果表明,1.0mmol·L-1PW11Fe(Ⅲ)(H2O)+5.0mmol·L-1H2O2+1.0mmol·L-1NB的中性溶液在300W汞灯照射下反应120min,NB的降解率达93%,总有机碳(TOC)去除约31%,显示了该新颖体系对NB光催化降解的高效性和优越性.     

第四周期过渡金属钨磷杂多酸盐的合成及表征(C)

合成了Keggin型缺位取代杂多酸盐(Na5PW11Z(H2O)O39,Z=Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn,以下简称PW11Z)催化剂.通过ICP、IR、UV等表征手段对催化剂进行了表征.元素分析结果表明,各缺位取代杂多酸盐的计量式为Na5PW11Z(H2O)O39.IR光谱表明,取代型杂多化合物仍保持Keggin型骨架结构.而且,除了Na5PW11Ni(H2O)O39以外,其余化合物的P-O键吸收峰发生劈裂,其劈裂强度为PW11Cu>PW11Zn>PW11Mn>PW11Fe>PW11Co.Mo=O键的振动向低波数位移.UV表征结果表明,由于过渡金属的引入,相对于Keggin型杂多酸H3PW12O40,取代产物的紫外可见吸收峰向紫外方向位移,但位移强度不大,基本有与H3PW12O40中Mo=O键的ππ*跃迁大致相同的吸收.还利用以上催化剂对正己醇氧化生成正己醛的反应活性进行了考察.     

奎宁与过渡元素钨硼多金属氧酸盐中配位水的取代反应研究

报道了钨硼杂多阴离子[BW11O39M(H2O)]^7-(M=Co^2 ,Cu^2 ,Ni^2 )中配位水与奎宁的取代反应，利用UV—vis和ESR谱进行了表征，并且测定了配合物的旋光度，结果表明奎宁取代了杂多阴离子中的配位水，与杂多阴离于中的取代过渡金属原子形成了配位键．奎宁与杂多阴离子键合生成的杂多配合物，仍然具有旋光活性，其中含Cu^2 的奎宁杂多化合物保持了奎宁的左旋特性，而含Ni^2 的奎宁杂多配合物由左旋变为右旋。并初步探讨了取代反应的机理。     

Keggin型铬取代杂多阴离子/D301R可见光催化性能

将Keggin型铬取代磷钨杂多阴离子PW11O39Cr(Ⅲ)(H2O)4-(PW11Cr)负载于弱碱性阴离子交换树脂D301R表面,制备了固体光催化剂PW11Cr/D301R,并以模型污染物罗丹明B(RhB)的降解为探针评估了该催化剂的可见光催化活性,讨论了光催化反应机理,同时考察了催化剂剂量、溶液pH值和溶液中常见离子对RhB可见光催化降解反应的影响以及催化剂的稳定性。 实验结果表明,当PW11Cr/D301R的剂量为100 mg时,10 μmol/L RhB水溶液暴露在200 W金卤灯下进行照射,RhB完全降解所需的时间仅为30 min,比PW11Cr均相体系缩短了3倍;反应180 min总有机碳(TOC)去除率约为84%。 催化剂剂量、溶液pH值和溶液中存在的Cl-、SO2-4和PO3-4对RhB光催化降解反应的速率均有一定影响。 催化剂循环实验显示经循环使用7次后催化剂的活性几乎没有损失。     

Keggin型铬取代杂多阴离子/阴离子交换树脂的可见光催化性能

将Keggin型铬取代磷钨杂多阴离子PW11O39Cr(Ⅲ)(H2O)4-(PW11Cr)负载于弱碱性阴离子交换树脂D301R表面,制备了固体光催化剂PW11Cr/D301R,并以模型污染物罗丹明B(RhB)的降解为探针评估了该催化剂的可见光催化活性,讨论了光催化反应机理,同时考察了催化剂剂量、溶液pH值和溶液中常见离子对RhB可见光催化降解反应的影响以及催化剂的稳定性。实验结果表明,当PW11Cr/D301R的剂量为100 mg时,10μmol/L RhB水溶液暴露在200 W金卤灯下进行照射,RhB完全降解所需的时间仅为30 min,比PW11Cr均相体系缩短了3倍;反应180 min总有机碳(TOC)去除率约为84%。催化剂剂量、溶液pH值和溶液中存在的Cl-、SO2-4和PO3-4对RhB光催化降解反应的速率均有一定影响。催化剂循环实验显示经循环使用7次后催化剂的活性几乎没有损失。     

取代锰卟啉的轴向配位反应及平衡常数的测定

研究了4种具有不同取代基的锰卟啉在三氯甲烷溶剂中与咪唑(Im)、4-甲基咪唑(4-MeIm)、吡啶(Py)、4-甲基吡啶(4-MePy)等4种客体小分子的轴向配位反应,并采用微量紫外-可见光谱滴定法测定了反应的平衡常数。结果表明:每种锰卟啉均可以与咪唑及吡啶类客体分子发生轴向配位反应,轴向配合物的形成能力和稳定性与锰卟啉所含有的取代基有关,在β位上含有强吸电子硝基取代基的锰卟啉与客体分子能够形成更稳定的配合物;客体分子的性质对轴向配合物的形成也有显著的影响,锰卟啉与吡啶以物质的量之比为1∶1反应生成五元配位化合物;每一种锰卟啉与其他3种客体分子均以物质的量之比为1∶2反应生成六元配位化合物。客体的轴向配位反应能力由大到小依次为Im、4-MeIm、4-MePy、Py。     

电荷转移配合物的室温固相合成与性质研究

首次报道用室温固相反应法合成了一种有机 -多金属氧酸盐电荷转移配合物 (H2 quin) 3(PW12 O4 0 )· 4Hquin,用元素分析、红外、紫外、固体电子光谱、XRD、TG-DTA、极谱、伏安、ESR和变温磁化率等手段对其进行了研究 ,确定了该配合物的组成与结构。红外、紫外、固体电子光谱研究表明 8-羟基喹啉与杂多阴离子之间发生了电荷转移反应 ,ESR和极谱、伏安研究结果证明配合物中杂多阴离子发生了单电子还原反应 ,生成了混合价化合物。     

基于二氰根铬的一系列氰根桥联CrⅢ-CuⅡ-CrⅢ三核配合物的合成、结构与磁性

基于一系列二氰根铬与[Cu(cyclam)](Cl O4)2反应合成了3个氰根桥联CrⅢ-CuⅡ-CrⅢ三核配合物[Cu(cyclam)][Cr(bpmb)(CN)2]2·4H2O(1)(cyclam=1,4,8,11-四氮杂环十四烷,bpmb2-=1,2-二(2-吡啶甲酰胺基)-4-甲基苯),[Cu(cyclam)][Cr(bpdmb)(CN)2]2(2)(bpdmb2-=1,2-二(2-吡啶甲酰胺基)-4,5-二甲基苯)和[Cu(cyclam)][Cr(bp Clb)(CN)2]2·4H2O(3)(bp Clb2-=1,2-二(2-吡啶甲酰胺基)-4-氯苯)。单晶衍射结果表明:3个化合物是结构类似的中性三核配合物,均含有氰根桥联的Cr(Ⅲ)-CN-Cu(Ⅱ)-NC-Cr(Ⅲ)连接;磁性研究表明:氰根桥在CrⅢ和CuⅡ离子间传递弱的铁磁耦合作用,基于自旋哈密顿算符H=-2JCr CuSCu(SCr1+SCr2)拟合得到它们的磁耦合常数分别是JCr Cu=1.53(2)cm-1(1),0.45(1)cm-1(2)和0.73(2)cm-1(3)。     

新型高分子-多酸电荷转移配合物的合成与表征

以Keggin结构的磷钨酸、硅钨酸为电子受体,高分子聚乙烯亚胺(PEI)为电子给体,合成了两种新型电荷转移配合物CH2CH2N(CH2CH2NH2)CH2CH2NHCH2CH2NH2.1H3PW12O40·10.6H2O(配合物Ⅰ)和CH2CH2N(CH2CH2NH2)CH2CH2NHCH2CH2NH1.3H4SiW12O40·8.3H2O(配合物Ⅱ)。采用元素分析、红外光谱和紫外光谱进行表征,并用扫描电镜观察产物形貌及其聚集形态。结果表明有机给体与杂多酸间有较强的相互作用。光致变色后,配合物中有机阳离子和杂多阴离子之间发生了电荷转移,导致杂多阴离子中WⅥ还原为WⅤ,同时有机阳离子被氧化,且该配合物有很高的耐溶剂性。     

基于二氰根铬的一系列氰根桥联Cr~Ⅲ-Cu~Ⅱ-Cr~Ⅲ三核配合物的合成、结构与磁性（英文）

基于一系列二氰根铬与[Cu(cyclam)](Cl O4)2反应合成了3个氰根桥联CrⅢ-CuⅡ-CrⅢ三核配合物[Cu(cyclam)][Cr(bpmb)(CN)2]2·4H2O(1)(cyclam=1,4,8,11-四氮杂环十四烷,bpmb2-=1,2-二(2-吡啶甲酰胺基)-4-甲基苯),[Cu(cyclam)][Cr(bpdmb)(CN)2]2(2)(bpdmb2-=1,2-二(2-吡啶甲酰胺基)-4,5-二甲基苯)和[Cu(cyclam)][Cr(bp Clb)(CN)2]2·4H2O(3)(bp Clb2-=1,2-二(2-吡啶甲酰胺基)-4-氯苯)。单晶衍射结果表明:3个化合物是结构类似的中性三核配合物,均含有氰根桥联的Cr(Ⅲ)-CN-Cu(Ⅱ)-NC-Cr(Ⅲ)连接;磁性研究表明:氰根桥在CrⅢ和CuⅡ离子间传递弱的铁磁耦合作用,基于自旋哈密顿算符H=-2JCr CuSCu(SCr1+SCr2)拟合得到它们的磁耦合常数分别是JCr Cu=1.53(2)cm-1(1),0.45(1)cm-1(2)和0.73(2)cm-1(3)。     

二茂铁与HnXW12O40.mH2O(X=P,Si, Ge)电荷转移配合物的室温固相合 成与性质

用室温固相反应法合成了三种具有非线性光学性质的二茂铁-多金属氧酸盐电荷转移配合物[Fe(C5H5)2H]3PW12O40(Ⅰ),[Fe(C5H5)2H]4SiW12O40(Ⅱ)和[Fe(C5H5)2H]4GeW12O40(Ⅲ)。用元素分析、紫外漫反射电子光谱、红外光谱、穆斯堡尔谱、ESR、XRD、循环伏安等手段对其进行了表征和研究,确定了该配合物的组成与结构,结果表明二茂铁与杂多阴离子之间发生了电荷转移,在形成配合物过程中杂多阴离子发生单电子还原反应,生成了混合价化合物,非线性光学性质研究表明电荷转移配合物的倍频效应强度分别为IⅠ^2ω=0.27I~KDP,IⅡ^2ω=0.06I~KDP,IⅢ^2ω=0.10I~KDP;三阶非线性光学χⅠ^(3)=2.4×10^-^13esu,χⅡ^(3)=3.1×10^-^12esu,χⅢ^(3)=6.5×10^-^12esu.     

杂多阴离子的有机金属化学(Ⅲ)——缺位Keggin阴离子PWO9-34的酯基锡杂多配合物的合成及性质

利用酯基锡与缺位Keggin结构杂多阴离子PW9O9-34反应,合成了6种新的杂多阴离子--有机金属配合物M9[(R'OOCCHR"CH2SnOH2)3(PW9O34)2]·xH2O(M=(CH3)4N+,K+;R'=CH3-,CH3CH2-;R"=H,CH3-),通过元素分析、IR光谱、紫外电子光谱、1H NMR、31P NMP、183w NMR和TGA-DSC热分析等测试手段对标题配合物进行了表征和性质研究,确定该系列配合物为A-β-PW9 型夹心配合物结构.     

Keggin型钴取代杂多阴离子PW11O39Co（Ⅱ）（H2O）5-的电催化性能

本文用循环伏安、交流阻抗等电化学方法研究了Keggin型钴取代杂多阴离子PW11O39Co(Ⅱ)(H2O)5-(PW11Co)的电化学性质及其对H2O2和甲醇阳极氧化的电催化作用,提出了PW11Co作为阳极媒质可能的电催化机理.结果表明,PW11Co除了2对可逆的W—O骨架峰之外,在1.367 V/1.266 V处还有1对准可逆的Co峰,对应于Co(Ⅱ)/Co(Ⅲ)电对的氧化还原响应.该电极过程有质子参与,其交换电流密度i0为5.7×10-6A·cm-2.在酸性条件下(pH 2.5),PW11Co对H2O2的阳极氧化具有明显的电催化活性,耦合甲醇的氧化可使甲醇的氧化速率显著提高.     

吡啶-2,6-二羧酸桥联的双核钴配合物的磁性

吡啶-2,6-二羧酸与硝酸钴在水热条件下反应得到双核配合物[Co2(pdc)2(H2O)5]·2H2O.磁性研究表明在该配合物中钴离子间存在反铁磁交换耦合相互作用.