基于Keggin阴离子链镍化合物的结构和质子导电性

由H+(H2O)2.5阳离子,[Ni(H2O)8]2+阳离子,[PW12O40]3-阴离子和异烟酸氮氧化物(HINO)自组装成一个具有质子导电性的化合物{[Ni(H2O)8][H(H2O)2.5](HINO)4(PW12O40)}n。293 K的单晶X-射线衍射分析表明标题化合物形成1个带有一维通道的三维氢键网络结构。[PW12O40]3-阴离子填充在一维通道内并且自组装成多阴离子链。热重分析表明在20~100℃范围内化合物没有失重,表明化合物结构单元内所有的水分子在100℃以下不易失去。标题化合物在85~100℃范围内表现出好的离子导电性(1×10-3~2×10-3S.cm-1)。     

2,2′-联咪唑磷钨酸盐和氧化石墨复合物的制备及其质子导电性能(英文)

制备了氧化石墨同基于2,2′-联咪唑(简记为H2biim)和磷钨酸的有机-无机络合物(其分子式简记为{H6[(H2O)1.5(H2biim)2(CH3OH)]2[(H2biim)(CH3OH)2][PW12O40]2·2CH3CN}n(1))的两个复合物(分别简记为1-GO1和1-GO2).利用红外光谱仪和X射线衍射仪表征了合成产物的结构.此外,在25~100℃温度范围内和35%~98%相对湿度范围内,利用电化学阻抗谱测定了2种产物的质子导电性.结果表明,化合物1的结构特征在两个复合物中得以保留.在约98%相对湿度下,1-GO1和1-GO2在温度25~100℃范围内的质子导电率达1.26×10-3~2.2×10-3S·cm-1;在温度100℃、相对湿度35%~98%范围内,1-GO1和1-GO2的质子导电率达0.64×10-3~2.2×10-3S·cm-1.此外,在同等条件下,1-GO1和1-GO2的质子导电性优于化合物1.     

具有优良传导性能杂多酸复合物{[Co（H2O）8][H（H2O）3]（HINO）4(PW12O40)}n的合成,结构和性质研究

我们通过质子化水簇H+(H2O)3,过渡金属离子水簇[Co(H2O)8]2+,Keggin型结构[PW12O40]3-杂多阴离子和N-氧化吡啶-4-甲酸(HINO)的自组装成功地合成了一个质子传导无机-有机复合物.293 K的单晶结构分析表明化合物是一个具有大的1D通道的3D氢键网络,[PW12O40]3-以聚多阴离子链的形式填充于孔道中.热重分析结果表明此化合物在100℃以下比较稳定,结构没有发生改变,在200℃虽然失去了结晶水,但其结构还是比较稳定的.质子导电性能测试结果表明此化合物在温度为85～100℃范围内相对湿度为98%时的电导率达到1×10-3～2×10-3S cm-1,具有良好的导电性.通过实验结论,对质子传递的可能机理进行了推测.     

基于磷钼酸和2-(2-羟基苯)苯并咪唑复合物的晶体结构和质子导电性(英文)

以磷钼酸和2-(2-羟基苯)苯并咪唑(L)为原料制备了具有质子导电性的有机-无机化合物[H3L2(PMo12O40)·7H2O·4CH3OH]n(1).单晶X射线衍射分析结果表明化合物1具有基于磷钼酸、2-(2-羟基苯)苯并咪唑及溶剂甲醇分子的二维氢键网络结构;质子导电性能测试结果表明该化合物在100℃、相对湿度为98%时的电导率达到10-4 S·cm-1.     

N2O…HOCl复合物结构和性质的理论研究

分别在DFT-B3LYP和MP2/6-311++G**水平上求得HOCl + N2O复合物势能面上的六种(S1, S2, S3, S4, S5和S6)和四种(S1, S2, S4和S5)构型. 频率分析表明,其中的S1和S3为过渡态,其它为稳定构型. 在复合物S3, S5 和S6中,HOCl 单体的σ*(5O-6H)作为质子供体,与N2O单体中作为质子受体的3O原子相互作用,形成氢键结构,而在氢键复合物S2中, 质子受体为N2O单体中的端1N原子;复合物S1中,HOCl分子的σ*(5O-4Cl)作为质子供体与N2O分子中的端1N原子(质子受体)相互作用,形成卤键结构,而复合物S4中的卤键结构的质子受体为N2O分子中的端3O原子. 经B3LYP/6-311++G**水平上的计算,考虑了基组重叠误差(BSSE)校正的单体间相互作用能在-1.56 ~ -8.73 kJ·mol-1之间. 采用自然键轨道理论(NBO)对两种单体间相互作用的本质进行了考查,并通过分子中原子理论(AIM)分析了复合物中氢键和卤键键鞍点处的电子密度拓扑性质.     

亚磷酸锰开放骨架化合物质子传导性质

在离子热条件下合成了新颖的微孔亚磷酸锰开放骨架材料|NH_4|_4[Mn_4(PO_3H)_6](JIS-10),并对该样品进行了质子传导性质测试.研究了在无水氛围下煅烧和饱和水氛围下JIS-10导电性质对电导率的影响,结果表明,在相对湿度98%水氛围下,JIS-10的质子电导率从1.23×10~(-4)S/cm(7d)提升至1.07×10~(-3)S/cm(60 d),证明样品的水饱和程度对质子电导率的提升具有重要作用.     

新型无机-有机超分子化合物{(HINO)6·(P2W18O62)·14H2O}的合成、结构及性质

以Wells-Dawson型多金属氧酸盐[P2W18O62]6-和4-吡啶甲酸(HINO)为混合配体,采用水热技术合成了一种新的无机-有机三维超分子化合物{(HINO)6(P2W18O62)·14H2O},并通过元素分析、红外光谱、热重分析和X射线单晶衍射等方法对其进行了表征.结果表明,该化合物属于单斜晶系,P21/c...     

CH3SH…HOO开壳型氢键复合物的结构及其电子密度拓扑性质

在DFT-B3LYP/6-311++G**水平下求得CH3SH…HOO复合物势能面上的稳定构型. 计算结果表明, 在HOO以其O8—H7作为质子供体与CH3SH分子中的S5原子为质子受体形成的氢键复合物1和2中, O8—H7明显被“拉长”, 且其伸缩振动频率发生显著的红移, 红移值分别为330.1和320.4 cm-1; 在CH3SH分子以其S5—H6作为质子供体与HOO的端基O9原子为质子受体形成的氢键复合物3和4中, 也存在类似的情况, 但S5—H6伸缩振动频率红移不大. 经MP2/6-311++G**水平计算的4种复合物含BSSE校正的相互作用能分别为-20.81, -20.10, -4.46和-4.52 kJ/mol. 自然键轨道理论(NBO)分析表明, 在CH3SH…HOO复合物1和2中, 引起H7—O8键长增加的因素包括两种电荷转移, 即孤对电子n1(S5)→σ*(H7—O8)和孤对电子n2(S5)→σ*(H7—O8), 其中后者为主要作用. 在复合物3和4中也有相似的电荷转移情况, 但轨道间的相互作用要弱一些. AIM理论分析结果表明, 4个复合物中的S5…H7间和O9…H6间都存在键鞍点, 且其Laplacian量▽2ρ(r)都是很小的正值, 说明这种相互作用介于共价键和离子键之间, 偏静电作用为主.     

基于Hemin/多壁碳纳米管纳米复合物构建的过氧化氢生物传感器的研究

利用卟啉(Hemin)具有模拟酶的功能,与多壁碳纳米管(MWCNTs)构建了一种新型的过氧化氢(H2O2)生物传感器。首先,利用Hemin与MWCNTs之间的π-π键作用,在超声分散下制备Hemin/MWCNTs纳米复合物;采用滴涂技术并在nafion的作用下将其固载在电极表面,制得该H2O2生物传感器(nafion/Hemin/MWCNTs/GCE)。采用紫外-可见分光光度法(UV-Vis)对合成的纳米复合物进行了分析;采用扫描电镜(SEM)对电极的表面形貌进行了表征;采用循环伏安法和计时电流法考察了该修饰电极的电化学行为;并对传感器的行为进行了详细的研究。在最优条件下,此修饰电极对H2O2具有明显的催化作用,电流与H2O2的浓度在6.0×10-7~1.8×10-3 mol/L范围内呈现良好的线性关系,检出限达2.0×10-7 mol/L。此传感器制作简单,具有较高的灵敏度和良好的稳定性及重现性。     

HOCl…HCOCl复合物的结构和电子性质

在DFT-B3LYP/6-311++G**水平上求得HOCl+HCOCl复合物势能面上的四种稳定构型(S1,S2,S3和S4).其中,在复合物S1和S3中,HOCl单体的5H原子作为质子供体,与HCOCl单体中作为质子受体的10原子相互作用,形成红移氢键复合物;在复合物S4中,HOCl单体的7Cl原子作为质子供体,与HCOCl单体中作为质子受体的IO原子相互作用,形成红移卤键复合物;而在复合物S2中,同时存在2C-3H…6O蓝移氢键和4Cl…5O相互作用.在MP2/6-311++G**水平上计算的单体间的相互作用能考虑了基组重叠误差(BSSE)和零点振动能(ZPVE)校正,其值在-5.05与-14.76 kJ·mol-1之间.采用自然键轨道理论(NBO)对两种单体间相互作用的本质进行了考查,并通过分子中原子理论(AIM)分析了复合物中氢键和卤键键鞍点处的电子密度拓扑性质.     

新型质子离子液体/硅凝胶电解质的制备及其性能

采用一步溶胶-凝胶法首次将质子型离子液体固定于纳米多孔硅骨架中,合成了表面光滑、柔软、透明的质子增强型固态复合凝胶电解质.研究表明,该凝胶电解质结合了无机硅骨架和质子离子液体的双重优点,具有高的热稳定性（〉300℃）、宽的电化学稳定窗口（〉2.8V）和优异的中低温导电性（11.25×10？3Scm？1,80℃）.可望作为一种新型固态电解质应用于先进储能器件.     

磺化聚苯乙烯/聚(5-乙烯基四氮唑)共混质子交换膜的制备及其热稳定性和电导率

分别制备了腈基转化率为85%的聚(5-乙烯基四氮唑)(简记为PVTra)和磺化度为72%的磺化聚苯乙烯(简记为SPS);将二者以不同的比例共混制备成质子交换膜;利用傅立叶变换红外光谱、热重分析、差示扫描等研究了薄膜的结构和热稳定性,并采用电化学工作站测定了其电导率.结果表明,共混薄膜的玻璃化转变温度为150℃左右,热分解温度为200℃左右;当薄膜的磺酸根与四唑环的物质的量之比为2∶1时,其在100℃和120℃下的电导率分别达1.23×10-2 S/cm和4.40×10-2S/cm.     

Preparation and proton conductivity evaluation of a silicate gel composite doped with a metal–Schiff-base–POM-MOF

A silica gel composite (denoted as 1–SG) doped with a proton-conductive metal–Schiff-base–POM-MOF, {[Cu₃(L)₂(H₂O)₄][Cu(DMF)₄(SiW₁₂O₄₀)]·9H₂O} _n (1) (where L is N, N′-bis[1-(2-methoxyphenol-6-yl)-methylidene] hydrazine hydrate, DMF is dimethyl formamide, POM-MOF is polyoxometalates-based metal–organic framework), was prepared by sol–gel method. The structure of as-synthesized 1–SG was confirmed by infrared spectrometry and X-ray powder diffraction, and its proton conductivity was calculated based on electrochemical impedance spectroscopic measurement. It was found that the structural characteristics of complex 1 are retained successfully in the silica gel skeleton of as-prepared 1–SG. Besides, though 1–SG contains just 6.25 wt% complex 1, it exhibits good proton conductivities of as much as 1.51 × 10^?3–1.26 × 10^?2 S cm^?1 in the temperature range of 25–100 °C under a relative humidity of 98 %; and in particular, it shows better proton conductivity than both complex 1 and silica gel at the same conditions, due to the presence of a large number of micropores and mesopores filled with “liquid”.     

1,10-邻菲咯啉-铜(Ⅱ)-L-丝氨酸/L-酪氨酸配合物的合成、SOD活性及电化学性质

合成了两个新的配合物:[Cu(Phen)(L-Ser)(H2O)]Cl(1)和[Cu(Phen)(L-Tyr)(H2O)]Cl.2H2O(2)(Phen=1,10-邻菲咯啉、L-Ser=L-丝氨酸、-LTyr=L-酪氨酸).用元素分析、摩尔电导率、红外光谱、紫外-可见光谱对配合物进行了表征.分别采用NBT光还原法和循环伏安法测定了配合物的SOD活性及电化学性质.结果表明,这些配合物具有较高的SOD活性,配合物1、2催化O2-.歧化分解速率常数KQ值分别为3.16×107和1.54×107mol-1.L.s-1.     

硅钨酸盐[H_2bpy][H_2bbpy][α-SiW_(12)O_(40)]·2H_2O的合成与结构表征

以Na10[A-α-SiW9O34].18H2O、CuCl2.2H2O、EuCl3、联咪唑、4,4′-联吡啶为原料,利用水热法合成了有机-无机复合Keggin结构硅钨酸盐[H2bpy][H2bbpy][α-SiW12O40].2H2O[bpy=4,4′-bipyridine,bbpy=N-(2-(4,4′-bipyridyl))-4,4′-bipyridine],并借助元素分析、红外光谱和X射线单晶衍射对其组成和结构进行了表征.结果表明,标题化合物属于单斜晶系,P2(1)/c空间群,晶胞参数为:a=1.149 92(13)nm,b=2.137 6(3)nm,c=2.248 2(3)nm,β=98.406(2)°,V=5.466 7(111)nm3,Z=4,Dc=4.109g/cm3,GOOF=1.038,R1=0.057 5,wR2=0.118 4.其分子由1个饱和的硅钨酸盐[α-SiW12O40]4-阴离子,1个游离的双质子化[H2bbpy]2+阳离子,1个游离的双质子化[H2bpy]2+阳离子和2个结晶水分子组成.值得指出的是,4,4′-联吡啶分子在水热条件下发生反应,形成N-(2-(4,4′-联吡啶基))-4,4′-联吡啶.     

由Keggin型簇和过渡金属配合物构筑的杂多钨酸盐锯齿链的合成和结构

采用水热法合成了一维锯齿链状的有机-无机杂化杂多钨酸盐[Cu（en）2（H2O）]{[Cu（en）2（H2O）][Cu（en）2]（α-SiW12O40）}（OH）2·H2O（记作1;en=1,2-乙二胺）;利用元素分析、红外光谱和X射线单晶衍射对其结构进行了表征.结果表明,化合物1属于三斜晶系,P-1空间群;其晶格参数为：a=1.297 6（6）nm,b=1.473 5（7）nm,c=1.909 9（9）nm,α=86.736（8）°,β=88.833（8）°,γ=74.840（8）°,V=3.519（3）nm3,Z=2.就分子结构而言,化合物1由一个常见的Keggin型多阴离子[α-SiW12O40]4-、两个不同的铜配位阳离子[Cu（en）2（H2O）]2＋和[Cu（en）2]2＋、一个游离的铜配位阳离子[Cu（en）2（H2O）]2＋、两个氢氧根离子和一个结晶水组成;相邻的[α-SiW12O40]4-多阴离子通过两个配位阳离子[Cu（en）2）]2＋相连,形成一维锯齿链状结构.     

Pentadecatungstotrivanadodiphosphoric heteropoly acid with Dawson structure: Synthesis, conductivity and conductive mechanism

A general strategy in terms of degradating and ion-exchange synthesis was used to design pentadecatungstotrivanadodiphosphoric heteropoly acid H(9)P(2)W(15)V(3)O(62)·28H(2)O with Dawson structure and excellent conductivity. The product was characterized by ICP-MS, IR, UV, XRD, (31)P NMR, TG-DTA and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results indicate that H(9)P(2)W(15)V(3)O(62)·28H(2)O possesses the Dawson structure. EIS measurements show a high conductivity (3.64 × 10(-2) S cm(-1) at 26 °C and 75% relative humidity), with an activation energy of 31.34 kJ mol(-1) for proton conduction. Its mechanism for proton conduction is the Vehicle mechanism.