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基于多酸电化学性质设计合成新型多钒酸盐研究简述

2021-01-12孙逸凡张晟洁成伟唯

化学工程师 2021年1期
关键词:结构

孙逸凡,张 莹,张晟洁,梅 洁,成伟唯

(南京师范大学 泰州学院,化学与生物工程学院,江苏 泰州225300)

多金属氧酸盐是基于高价态前过渡金属的阴离子分子,表面多孔且富有丰富的电子。多酸的开放架构包含了独立的结构单元,结构可调控、性能多样化,且具有快速传递多电子而自身结构不发生改变的性质,从而拥有非常好的电化学行为和电催化活性。据以往研究来看,多酸已经广泛作为电催化剂用于除去水体污染物,如一些卤酸盐类、亚硝酸盐和过氧化氢等。

多钒酸盐是多酸化学里的一个重要分支,钒有着+3、+4、+5 的化合价,通常以钒氧键的形式存在。多钒酸盐中,钒-氧结构单元通过与不同配体以及过渡金属元素共价键合,形成多种不同方向的骨架结构即具有多变的立体化学结构,从四氧化钒(正四面体),五氧化钒(三角双锥),五氧化钒(四方锥),六氧化钒(正八面体)等[1]。同多钒酸盐由于钒配位几何形状的多样性,结构最为丰富,例如: [V4O12]4-,[V5O14]3-,[V10O28]6-,[V15O42]9-,[V13O34]3-,它们的钒的化合价均处于最高氧化态+5 价[2]。由于以往经验可知,V5+在弱酸性溶液中相比容易形成V-O 簇阴离子,如[V10O28]6-作为十钒酸盐结构中的簇阴离子,它可以看作是10 个共边的VO6金属氧簇组合而成[3]。

多酸的有机配体修饰往往需要借助另一种过渡金属来协助完成,过渡金属一端配位有机配体,另一端键连杂多酸阴离子,因此,改变配位的过渡金属,也可以制备不同类型多酸基复合材料。当然如果空间位阻允许,配体配位能力合适,也可以尝试共轭有机配体直接配位杂多酸阴离子中的金属。……

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