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无机-有机杂化材料越来越受到人们的重视,而含有金属氧簇和有机配体的杂化材料不但拥有多样的结构,同时在磁性、催化、光化学和多孔材料等方面具有潜在应用,已经迅速成为多酸化学研究的热点。作为金属氧簇中的一员,无机-有机杂化钒氧簇在多酸基杂化材料中扮演着重要角色。本文利用水热及溶剂热合成技术,通过调节反应条件和改变反应原料合成了9种新的多钒氧酸盐,采用单晶X-射线分析、粉末X-射线分析、元素分析、红外、热重等分析方法对化合物进行了表征,并对部分化合物的荧光和磁学性质做了初步研究。本论文主要包括以下四个方面的内容: 1、分别利用3种不同的有机配体2-(2-吡啶基)-咪唑(pyim)、二(1-咪唑基)甲烷(bim)、双(2-甲基咪唑-1-基)甲烷(2-mbim)合成了4个新型的基于V4O12建筑单元的多钒酸-有机配合物:[Zn(pyim)]2V4O12(1),[Cu(bim)2]2V4O12(H2O)·CH3CH2OH(2),[Cu(bim)]2V4O12(3),[Co(2-mbim)]2V4O12(4)。单晶X-射线衍射分析表明化合物(1)为二维层状结构,层状骨架由杂金属氧层{Zn2V4O12}n及伸向层与层之间的pyim配体组成。化合物(2)同样表现出二维层状结构,{Cu(V4O12)}2n-n链通过{Cu(bim)4}2+离子连接形成二维层。而化合物(3)和(4)则表现出三维结构,(3)通过共用O原子,{Cu(bim)}2n+n链与{V4O12}4n-n链相连,进而从一维链生成三维结构;(4)首先由{V4O12}4-环通过CoⅡ离子连接形成层状结构,然后层与层之间由2-mbim配体相连形成三维结构。磁性研究表明化合物(2)和(4)的二价铜(钴)离子之间存在反铁磁性相互作用。 2、使用相同配体2-(2-吡啶基)-咪唑(pyim)及不同过渡金属,在相似的条件下合成了3个基于V10O28建筑单元的新的十钒酸配合物:[Co(pyim)3]2[V10O28]·7H2O(5),[Ni(pyim)3]2[H2V10O28]·4H2O(6),[Zn(pyim)3]2(pyim)V10O28(7)。这3个化合物均为零维结构并且结构类似,由十钒酸阴离子、过渡金属配位阳离子以及其他一些基团组成。化合物(5)和(6)中由于存在大量游离水分子,这些水分子之间由于氢键作用,产生了不同类型的水簇。 3、以四价钒盐VOSO4·4H2O作为钒源,利用三乙烯二胺的还原性,采用溶剂热技术合成了一维链结构的深度还原钒酸盐[C6N2H14][VⅢ(OH)(SO4)2]·H2O(8)。化合物(8)的阴离子为一维链状结构,一维链的基本骨架为由VO6八面体通过共氧(OH)连接形成无机骨架,SO4四面体作为二齿配体与V-O无机骨架共角相连。化合物(8)的磁性研究表明三价VⅢ离子之间具有铁磁性相互作用,并且为单链磁体。 4、采用溶剂热合成技术,以四价钒盐VOSO4·4H2O作为钒源,利用小分子羧酸酒石酸成功合成了含有酒石酸双核钒酸盐K2[(C4O6H4)2SbVⅣO]2Cl4·4H2O(9)。化合物(9)为零维结构,主体结构为[(C4O6H4)2SbVO]2+2环,钾离子、氯离子和结晶水游离在环的附近。