草酸配体修饰的锆取代型硅钨-氧簇合物的合成、结构和电化学性质研究
2021-06-16李晓慧王梓兰王静怡
张 众,杨 琳,李晓慧,王梓兰,王静怡
(渤海大学化学与材料工程学院,辽宁省全谱太阳能电池转光材料专业技术创新中心,锦州 121013)
0 引 言

1 实 验
1.1 试剂和仪器
原料Na10[A-α-SiW9O34]·18H2O是根据文献[12]合成得到的,其余所使用的化学试剂均为商业购得,未进行纯化。元素分析采用EuroEA 3000 CHNS/O元素分析仪测定;红外光谱在400~4 000 cm-1范围,KBr压片法采用Smart Omni-Transmission红外光谱仪测试;热重分析采用Mettler Toledo TGA/DSC 1000热重分析仪以10 ℃/min的速率在空气氛围中25~1 000 ℃范围内测定。电化学性质测试利用CHI660E电化学工作站。
1.2 单晶测试与解析
将大小为0.14 mm×0.10 mm×0.08 mm的晶体粘在毛细玻璃丝上,置于Gemini A X-射线单晶衍射仪上,并选用 Mo-Kα射线(λ=0.071 073 nm),在常温下收集数据。经验吸收校正采用SADABS程序进行。晶体结构利用SHELXTL-97以直接法进行解析,并运用全矩阵最小二乘法进行修正,标题簇合物的晶体参数如表1所示。

表1 标题化合物的晶体学数据和结构修正参数Table 1 Crystal data and structure refinement parameters for the title compound
1.3 簇合物H12Na2[Zr4(μ3-O)2(μ2-OH)2(Ox)2(α-SiW10O37)2]·22H2O的合成
将Na10[A -α-SiW9O34]·18H2O (1.008 g,0.325 mmol)、ZrOCl·8H2O (0.311 g,0.965 mmol)、H2C2O4(0.105 g,1.166 mmol)和氯化铵(0.300 g,5.609 mmol)加入到10 mL的NaAc/HAc缓冲溶液(pH=4.5,0.5 mol/L),搅拌30 min后逐滴滴加1 mL 1 mol/L Na2CO3溶液,继续搅拌2 h,然后放置到反应釜中,在120 ℃烘箱中加热5 d,自然冷却至室温过滤,滤液放置几天后得到无色块状晶体,产率27%(基于Na10[A-α-SiW9O34]·18H2O),化学式: C4H58Na2O108Si2W20Zr4。(IR, KBr cm-1):3 448(s),1 695(w),1 633(w),1 401(s),1 295(m),955(s),890(s),794(w),773(m),712(w),670(m)。元素分析理论值:C,12.01;H,1.01;实验值:C,12.13;H,1.26。
2 结果与讨论
2.1 簇合物的晶体结构描述
标题簇合物结晶于单斜晶系P21/c空间群。结构单元包括一个四核锆氧簇取代的夹心型钨-氧簇阴离子 [Zr4(μ3-O)2(μ2-OH)2(Ox)2(α-SiW10O37)2]14-(1a,见图1)、两个钠离子、十二个氢离子和22个结晶水分子。1a簇阴离子是由两个二缺位的[α-SiW10O37]10-({α-SiW10})簇块和一个草酸配体修饰的四核锆氧簇{Zr4(μ3-O)2(μ2-OH)2(Ox)2} ({Zr4})组成。该簇合物合成的反应机理可以推断为:三缺位的钨-氧……
