二聚锆取代的多金属氧酸盐的合成及表征

王艳玲，郭洪玲，李智，陈前赫

（黑龙江工业学院 环境工程系，黑龙江 鸡西158100）

二聚锆取代的多金属氧酸盐的合成及表征

王艳玲，郭洪玲，李智，陈前赫

（黑龙江工业学院 环境工程系，黑龙江 鸡西158100）

建立了合成多金属氧酸盐K10［Zr4O2（OH）2（H2O）4（β-SiW10O37）2］·22H2O的最优条件，并用IR光谱分析法和紫外光谱分析法对合成的产物进行表征，证明合成产物即为目标产物，结果较为理想.

多金属氧酸盐；合成；表征

多金属氧酸盐（简写为POMs）通常称为多酸.根据其组成不同分为同多和杂多金属氧酸盐两大类.多金属氧酸盐无论在溶液中还是在固态时都保持一致的分子结构，使得多酸的研究工作十分活跃［1-2］.因此合成含锆杂多酸有着重要的实用意义.

1 实验部分

1.1 合成 （1）K8［β-SiW11O39］·14H2O（a）的合成［3］.在室温条件下，将2.2 g Na2SiO3溶于20 mL蒸馏水中备用，将36.4 g Na2WO4·2H2O溶于60 mL蒸馏水中，再逐滴加入4 mol/L盐酸溶液33 mL，此过程持续10 min，并剧烈搅拌后，将配置好的Na2SiO3溶液倒入其中，再加4 mol/L的盐酸溶液8～10 mL，使pH值保持在5～6之间100 min，然后加入18 g KCl轻轻搅拌15 min，抽滤得产品.将产品溶于170 mL蒸馏水，将不溶物迅速过滤，再加上16 g KCl得纯品，用2 mol/L KCl溶液洗涤产品，最后晾干.（2）K8［γ-SiW10O36］·12H2O（b）的合成［4］.将合成的（a）先称量15 g溶于150 mL蒸馏水中，过滤不溶杂质，用K2CO3调节溶液将pH值迅速调节到8.7～8.9，并保持16 min后，加入40 g KCl，轻搅10 min，并保持pH=8.8，抽滤后置于空气中晾干.（3）聚阴离子［Zr4O2（OH）2（H2O）4（β-SiW10O37）2］10-（c）的合成.将20 mL蒸馏水中加入1 mol/L的乙酸调节pH为4.8.然后加入0.76 g KCl充分溶解，再加入511 mg ZrOCl2·8H2O，随后加入539 mg K8［γ-SiW10O36］·12H2O，使溶液在50 ℃的水浴中充分搅拌30 min，最后冷却到室温并过滤，将溶剂蒸发后，室温条件下结晶出K10［Zr4O2（OH）2（H2O）4（β-SiW10O37）2］·22H2O晶体.

1.2 IR光谱分析 化合物（b）的红外光谱见图1.由图1可见，化合物（b）的特征峰在990，947，807，526 cm-1处，分别归属于υas（W-Od），υas（Si-Oa），υas（W-Ob-W），υas（W-Oc-W）的特征吸收.化合物（c）的红外光谱见图2.由图2可见，化合物（c）的特征峰在966，902，789，517 cm-1处，分别归属于υa（sW-Od），υa（sSi-Oa），υa（sW-Ob-W），υa（sW-Oc-W）的特征吸收.通过比较，化合物（c）与母体化合物（b）的红外光谱图基本吻合，说明化合物（c）仍保留类似化合物（b）的Keggin型多金属氧酸的基本骨架.

1.3 紫外光谱分析 化合物（b）的紫外光谱见图3.由图3可见，化合物（b）的特征峰在212，260 nm处，分别归属于Od→W；Ob，Oc→W的电荷跃迁.化合物（c）的紫外光谱见图4.由图4可见，化合物（c）的特征峰在210，258 nm处，分别归属于Od→W；Ob，Oc→W的电荷跃迁.通过比较，化合物（c）与母体化合物（b）的紫外光谱基本吻合，这说明化合物（c）中仍保持着母体（b）的杂多酸基本骨架.

图1 化合物（b）的红外光谱

图2 化合物（c）的红外光谱

图3 化合物（b）的紫外光谱

2 结论

本研究建立了合成多金属氧酸盐K10［Zr4O2（OH）2（H2O）4（β-SiW10O37）2］·22H2O的最优条件，并用IR光谱分析法和紫外光谱分析法对合成的产物进行表征，证明合成产物即为目标产物，结果较为理想.

［1］ 王恩波，胡长文，许林.多酸化学导论［M］.北京：化学工业出版社，1997

［2］ Pope M T.杂多和同多多金属氧酸盐［M］.王恩波，译.长春：吉林大学出版社，1991

［3］ Katsoulis D E.A survey of applications of polyoxometalates［J］.Chem Rev，1998，98：359-364

［4］ Kuang Xiaofei.Assembly of a metal-organic framework by sextuple intercatenation ［J］.Nature chemistry，2010（7）：19-21

O635

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2016.06.015

1007-9831（2016）06-0050-01

2016-04-05

王艳玲（1986-），女，黑龙江鸡西人，助教，硕士，主要从事无机材料方面的研究.E-mail：278358275@163.com