TiO2-WO3负载硅钨酸盐聚苯胺膜电极的电化学行为及电催化性能研究

用循环伏安法制备了金属氧化物(TiO2-WO3)负载硅钨酸盐聚苯胺膜修饰玻碳电极(PAn/SiW12/TiO2-WO3/GC),优化了聚合条件,并对该化学修饰电极的电化学行为,包括溶液pH值的影响和电极的稳定性等进行了研究。研究结果表明,此修饰电极聚合物膜不但保持了该杂多酸的电化学活性和电催化性能,又具有良好的稳定性。在0.5 mol/LH2SO4溶液中,该膜电极中的SiW12的第2个还原峰对BrO3-有很好电催化活性,催化过程符合EC平行催化机理。     

SiW_(12)O_(40)~(4-)在玻碳电极上的多层组装及电催化性能研究

本文采用层层自组装法制备包含杂多酸SiW_(12)O_(40)~(4-)(SiW_(12))和聚合物阳离子聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)的多层膜修饰电极,并用循环伏安法研究其对BrO_3~-和NO_2~-体系还原的电催化性能.结果表明:SiW_(12)修饰电极对BrO_3~-和N_2O~-的还原具有明显的电催化作用.催化电流随修饰层数的增加而明显增加.     

钛钼氧化物负载硅钨酸盐聚苯胺膜修饰电极制备及对抗坏血酸的电催化

用循环伏安法研究了金属氧化物(TiO2-MoO3)负载硅钨酸盐聚苯胺膜电极的制备,优化了聚合条件,并对该化学修饰电极的电化学行为,包括溶液的pH的影响等进行了研究,同时研究了抗坏血酸在此修饰电极上的电化学行为。该修饰膜对抗坏血酸有良好的电催化氧化作用。用计时电流法及伏安法研究了抗坏血酸在此修饰电极上的电化学行为,计算出抗坏血酸在修饰电极膜内的表观扩散系数为1.88×10-7cm2/s;抗坏血酸浓度在5.0×10-5-6.9×10-3mol/L范围内呈线性关系,相关系数为0.9961,检出限为1.2×10-6mol/L。可用于测定西红柿、橙汁中的抗坏血酸,结果令人满意。     

pH-dependent assembly of saturated to dilacunary Keggin-based silicotungstate: [Cu(en)2(H2O)][H2en]{γ-SiW10O36[Cu(en)2(H2O)]2}·7.5H2O

By controlling the pH of the reaction system, a dilacunary γ-Keggin silicotungstate [Cu(en)₂(H₂O)][H₂en]{γ-SiW₁₀O₃₆[Cu(en)₂(H₂O)]₂}·7.5H₂O (1) (en?=?ethylenediamine) has been hydrothermally synthesized by the reaction of CuCl₂ with α-H₄SiW₁₂O₄₀ and characterized by IR spectra, thermogravimetric analysis, and single-crystal X-ray diffraction. The product is prepared in the pH range 7.9–8.2, which reveals that pH plays a key role in the assembly of saturated α-H₄SiW₁₂O₄₀ to dilacunary [γ-SiW₁₀O₃₆]^8? polyoxometalate. The polyoxoanion {γ-SiW₁₀O₃₆[Cu(en)₂(H₂O)]₂]}^4? of 1 presents a rare [γ-SiW₁₀O₃₆]^8?-retaining structure, in which two lacunary sites of [γ-SiW₁₀O₃₆]^8? are unoccupied, meanwhile, two [Cu(en)₂(H₂O)]²⁺ groups are grafted on either side of the [γ-SiW₁₀O₃₆]^8? unit by Cu–O–W bond.     

Synthesis,characterization and properties of polyaniline doped with transition metal substituted silicotungstate

Polyaniline hybrid material doped with transition metal mono-substituted silicotungstate β₂-K₆[SiW₁₁M(H₂O)O₃₉]?·?xH₂O (M?=?Mn²⁺, Co²⁺, Cu²⁺, Fe²⁺) were prepared for the first time. Their scanning electron microscopy (SEM), infrared (IR), UV–Vis, and X-ray diffraction (XRD) patterns confirm the existence of Keggin anions and form the space reticular structure. The material exhibits excellent proton conduction, its proton conductivity is 9?×?10^?2?s?cm^?1 at room temperature (20°C).     

Synthesis and properties of polyaniline doped with iron-substituted silicotungstate isomers with Keggin structure

Four polyaniline hybrid materials doped with iron-substituted silicotungstate isomers α,?β _i - K_5?n H _n [SiW₁₁Fe(H₂O)O₃₉]?·?xH₂O (β_i?=?β₁, β₂, β₃) were prepared. The materials were characterized by elemental analysis, IR spectra, UV-Vis spectra, scanning electron microscopy (SEM), TG-DTA and X-ray diffraction (XRD). The conductivity and fluorescence were determined and thermal stability was studied. The UV-Vis, IR and XRD results confirm the existence of Keggin anions. Thermal analysis indicates that SiW₁₁Fe/PANI has better thermal stability. The images of scanning electron microscopy (SEM) show that the materials are microporous. The materials exhibit excellent proton conductivity of 8.5?×?10^?2?S?cm^?1 at room temperature (20°C). The spectral data indicate that polyaniline doped with α, β_i-SiW₁₁Fe have similar fluorescence, λ_em?=?418–470?nm, and emit blue light.     

铁-谷氨酸-硅钨酸三元配合物作为高活性非均相类Fenton催化剂降解4-氯酚

Fenton氧化法通过Fe2+离子催化分解H2O2产生羟基自由基,能够氧化降解绝大多数有机污染物.但是传统的均相Fenton氧化法使用高浓度二价铁盐作为催化剂,催化剂不便于回收利用,而且还会引发新的环境问题.另外,均相Fenton氧化法通常需要在pH约为3的酸性条件下进行,在较高pH条件下,有机物氧化降解速率降低,同时铁盐水解产生铁泥.文献报道了一些含铁固体材料作为非均相类Fenton催化剂,能够解决催化剂回收和重复利用问题,但是许多固体催化剂仍然只在酸性条件下表现出较高催化活性.多金属氧簇是除过渡金属氧化物之外的一类光催化剂.近年来,多金属氧簇在Fenton氧化过程中的应用开始受到关注.可以预计,含铁的多金属氧簇固体化合物有可能同时具有类Fenton催化活性和光催化活性.本文以三价铁盐(FeI I)、谷氨酸(Glu)和硅钨酸(SiW)为原料在水溶液中合成了一种不溶性的三元固体配合物FeШGluSiW,并用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、热重分析(TG)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FE-SEM)对FeШGluSiW进行了表征.根据ICP-AES, TG和FT-IR结果推断, FeШGluSiW可能的化学组成为[Fe(C5H8NO4)(H2O)]2SiW12O40·13H2O,其中含有铁、谷氨酸根单元和Keggin结构的SiW12O404?阴离子. FE-SEM和XRD测试结果表明, FeШGluSiW是由结晶度较低、尺寸为100–200 nm的无规则颗粒组成,并含有无定形相.通过考察在自然初始pH 6.5条件下100 mg/L 4-氯酚(4-CP)在FeШGluSiW(1.0 g/L)/H2O2(20 mmol/L)体系中的氧化降解反应,我们发现在暗态和光照条件下,4-CP完全降解所需时间分别为40和15 min,延长反应时间至2 h,总有机碳(TOC)去除率分别达到27%和72%.结果表明, FeШGluSiW具有很高的催化活性,而且在光照条件下活性更高.进一步研究发现, FeШGluSiW在pH 3–6.5范围内均表现出高的催化活性,而且在酸性条件下活性更高.用ICP-AES测定Fe元素在溶液中的析出量,证实4-CP氧化降解主要发生在固体催化剂表面.在反应体系中加入正丁醇能显著抑制4-CP降解,说明4-CP降解反应涉及羟基自由基的氧化作用.在光照反应条件下,催化剂颜色明显变深,表明光照条件下的反应机理涉及催化剂中SiW12O404?阴离子的还原.考虑到催化剂中含有谷氨酸根和SiW12O404?杂多阴离子,推测H2O2有可能通过氢键吸附于催化剂表面,这可能是FeШGluSiW表现出高催化活性的重要原因.结合文献报道的含铁固体材料类Fenton催化机理和多金属氧簇光催化机理,可以很好地解释4-CP降解反应实验结果.在暗态条件下, FeШGluSiW的催化机理归因于催化剂表面FeII的氧化还原循环FeII?FeI,即H2O2分子在催化剂表面分解产生羟基自由基,从而导致4-CP氧化;而在光照条件下,除了催化剂中FeI I的类Fenton催化作用之外,催化剂中SiW12O404?杂多阴离子的光催化作用同时发生,导致4-CP降解速率加快.在光催化过程中,4-CP可以被激发态SiW12O404?直接氧化,也可以被激发态SiW12O404?与H2O相互作用产生的羟基自由基氧化.被还原的杂多阴离子可以被O2氧化,也可以被H2O2氧化,因而H2O2的存在也促进了FeШGluSiW的光催化作用.     

[(CH2OH)3CNH2]2H4SiW12O40*10H2O的合成、性质及晶体结构

合成了一种新的有机-无机盐[(CH2OH)3CNH2]2H4SiW12O40*10H2O, 用元素分析、红外光谱、循环伏安和电子光谱进行了表征. 测定了单晶的晶体结构, 该晶体属三斜晶系, P1空间群, 晶胞参数为a=1.234 8(3) nm, b=1.308 5(3) nm, c=1.840 4(4) nm, α=73.88(3)°, β=74.55(3)°, γ=87.40(3)°; Z=2; R=0.087 1. 化合物的光色性研究表明从有机分子到杂多阴离子之间发生了电荷转移; 电化学性质表明, 化合物在2.0 mol/L H2SO4溶液中的氧化还原峰电流与扫速成线性关系, 为表面控制过程.