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…     

锰,钴,镍钨硅杂多酸盐的合成及性质研究

对3种过渡金属钨硅杂多酸钾盐的组成及性质进行了研究,与12-钨硅酸钾比较表明,在Keggin阴离子骨架中,以空位或过渡金属Mn~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)取代一个W~(6+)后,其W—O、Si—O键振动吸收频率、组成元素内层电子结合能、W—O多面体的可还原性、晶形、晶格大小及热稳定性都出现了明显变化,这些变化与过渡元素的性质相关联.     

γ-[SiW10O36]8-夹心型稀土元素单取代多酸化合物的合成与表征

利用缺位填充法合成了12个γ-[SiW10O36]8-夹心型稀土元素单取代多酸化合物K13[Ln(SiW10O36)2]·nH2O(Ln=La3+,Ce3+,Pr3+,Nd3+,Sm3+,Eu3+,Gd3+,Tb3+,Dy3+,Ho3+,Er3+,Yb3+).通过元素分析确定其组成,由红外光谱、紫外-可见吸收光谱、循环伏安及室温磁化率测定结果确认稀土离子与γ-[SiW10O36]8-相配位;183WNMR及荧光光谱结果则表明,稀土离子处于2个γ-[SiW10O36]8-构成的八配位环境中,标题化合物具有夹心型D2d对称性结构.     

硅钨多金属氧酸盐气相扩渗制备钾钨青铜的研究

通过高温固气反应对α-Keggin结构的K4SiW12O40，K6[SiFe(OH2)W11O39]，K7[SiFe3(OH2)3W9O37]和K10[SiMg3(OH2)3W9O37]进行了氯化钕扩渗研究．经X射线能谱(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)分析表明氯化钕可渗入到化合物的体相中．X射线粉末衍射(XRD)谱图表明，扩渗后原母体化合物的笼型结构被破坏，WO6八面体重新键合形成四方结构的钾钨青铜化合物K0.57WO3，晶胞参数a=b=1．2302nm，c=0．38355nm．     

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（英文）

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p H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(FeIII)、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FeШGlu SiW,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FeШGlu Si W进行了表征.根据ICP-AES,TG和FT-IR结果推断,FeШGluS iW可能的化学组成为[Fe(C5H8NO4)(H2O)]2Si W12O40·13H2O,其中含有铁、谷氨酸根单元和Keggin结构的Si W4-12O40阴离子.FE-SEM和XRD测试结果表明,FeШGlu Si W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p H 6.5条件下100 mg/L 4-氯酚(4-CP)在FeШGlu Si W(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,FeШGlu Si W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,FeШGlu Si W在p H 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Si W12O4-40阴离子的还原.考虑到催化剂中含有谷氨酸根和SiW 12O4-40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FeШGlu Si W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,FeШGluS iW的催化机理归因于催化剂表面FeIII的氧化还原循环FeIII?FeII,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FeIII的类Fenton催化作用之外,催化剂中Si W12O4-40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Si W12O4-40直接氧化,也可以被激发态Si W12O4-40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FeШGlu Si W的光催化作用.     

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.     

十一钼硅钴杂多蓝H_8[SiMo_(11)Co(H_2O)O_(39)]·20H_2O的合成与晶体结构

采用电解法制备了未见文献报道的杂多蓝H8[SiMo11Co（H2O）O39]·20H2O，通过X-射线衍射测定了其晶体结构，该晶体属单斜晶系，空间群P21；。晶胞参数全矩阵最小二乘法修正至中心原子Si与4个氧形成四面体结构，配原子M（M＝11／12Mo＋1／12Co）与O形成12个MO6八面体结构3个MO6共边形成4个M3O13三金属簇，4个三金属簇与SiO4四面体共角相连形成阴离子结构。     

EU-1分子筛相邻酸性位的DFT计算和酸性表征

利用量子力学中的密度泛函理论(DFT),对EU-1分子筛中与T1、T2、T3、T6、T7、T8位相邻的骨架铝原子的落位稳定性及酸强度进行理论计算.通过计算得知,双Al原子在EU-1分子筛骨架中优先落位于Al7(Si6-Si7)Al8、Al1(Si2-Si2)Al1、Al2(Si1-Si2)Al2、Al1(Si2-Si2)Al3、Al1(Si2)Al3;根据(Al/Si,H)取代能确定了质子的落位,质子氢较易落位于(O12-H)Al1-(O12-H)Al1、(O12-H)Al1-Al1(O13-H)、(O12-H)Al1-Al1(O12-H)、(O14-H)Al2-(O14-H)Al2、Al2(O12-H)-(O14-H)Al2、Al1(O12-H)-(O15-H)Al3、(O26-H)Al7-Al8(O28-H);且根据质子亲和势分析知,EU-1分子筛骨架中质子氢落位于NNN位的Brnsted酸强度小于NNNN位.借助1H MAS NMR分析合成的不同硅铝比的样品,可知硅铝比低的EU-1分子筛Brnsted酸吸收峰的面积增加;由NH3-TPD可知硅铝比低的EU-1分子筛的强酸脱附峰温度降低,酸强度减小.硅铝比低的EU-1分子筛的强酸表现出酸量高、酸强度低的性质.     

簇合物〔WOS_3 Ag_3 Br(PPh_3)_3〕·(OPPh_3)的合成和晶体结构

报道了〔WOS3Ag3Br(PPh3) 3〕·(OPPh3)簇合物 (C72 H6 0 Ag3BrO2 S3P4W ,Mr=176 4.6 1)单晶的合成和结构。该晶体属于三方晶系 ,空间群为R3 ,晶胞参数 :a =16 .14 0 (3) ,c =2 3 .0 0 3(4) ,V =5 189.4(15 ) 3,μ(MoKα) =3 .2 98mm- 1 ,Z =3 ,F(0 0 0 ) =2 5 98,Dc=1.6 94g/cm3。独立衍射点 2 181,可观察衍射点 195 2 (I≥ 2σ(I) ) ,R =0 .0 496 ,wR =0 .12 48。该晶体由簇合物分子〔WOS3Ag3Br(PPh3) 3〕和以P为中心的扭曲四面体结构的中性分子OPPh3 构成 ,其中的簇合物分子的骨架为由1个W原子、3个S原子、3个Ag原子和 1个Br原子构成的立方烷状。W、O(1)和Br原子位于C3轴上。     

掺杂NASICON系统的23Na NMR研究

化合物Na3Zr2Si2PO12。是由ZrO6八面体与SiO4或PO4四面体共角构成的开放三维骨架结构，Na 位于骨架间隙，称之为NASICON（NaSuperIoaicConductor），具有和Na－Al2O3相似的离子电导率（在300℃时，σ＝0．2Ω－1·cm-1［1］但是由于该化合物在100－2000℃间存在单斜一、立方的可逆相变，使其应用受到限制．为了抑制这种相变，已进行了骨架掺杂的研究工作，制备出了多种化学掺杂的NASICON系统［2］．在Na3Zr2Si2PO12化合物中，三个Na十分别位于结构中两个不同的位置，然而掺杂以后，骨架结构发生变化，这时Na十位置，将关系…