于婷婷 王婧菲 李凌飞

摘要：Dawson型多酸化合物由于其独特的结构和优异的性能得到了人们广泛的关注，随着人们不断地研究探索，发现夹心Dawson型多酸材料具有更加独特的性能，比如在电化学、磁性、光催化等领域。本文主要针对过渡金属取代的这类夹心Dawson型多酸进行研究，以Co为取代金属合成的夹心型多酸为例，进行红外表征，并研究其光催化性能，结果表明此类化合物可以作为一种潜在的光催化材料来降解亚甲基蓝。最后对此类化合物的电化学及磁性进行了简要阐述，为此类化合物的研究提供参考。

关键词：夹心Dawson型多酸;红外;光催化

Dawson型多酸化合物具有结构多样、氧化还原能力强以及溶解性好等诸多优点，因而广泛应用于诸多领域，例如在光、电、医学、磁以及材料等诸多领域之中。当Dawson型多酸阴离子[X2M18O62]6-失去一个{MOn}八面体单元时即可得到相应的单缺位的多酸化合物，若在适当的条件下继续失去{M2O3} 、{M3O6}单元时，即分别可以形成[X2M16] 、[X2M15]相应的缺位Dawson结构的衍生物。

当两个三缺位的Dawson型杂多阴离子共同与过渡金属取代的金属簇配位时，即可得到具有夹心结构的Dawson型杂多酸化合物。过渡金属取代的多金属氧酸盐酸，其结构多样性更为丰富，将过渡金属引入缺位的多酸结构之中可以构造出新的多酸结构。例如常见的过渡金属有Cu、Co、Mn等，下面以Co作为取代金属，合成的此种化合物Na16[P4W30Co4（H2O）2O112]为例，分析一下此类化合物的红外表征、光催化性质、电化学性质以及磁性。

对化合物Na16[P4W30Co4（H2O）2O112]进行红外表征，如图1所示。

图1中Na16[P4W30Co4（H2O）2O112]有六个特征峰分别为3429cm-1， 1630cm-1， 1084cm-1， 933cm-1， 768cm-1， 523cm-1，其中四个吸收峰位置1084cm-1， 933cm-1， 768cm-1， 523cm-1对应于Dawson阴离子的四种特征反对称伸缩振动峰，由此可说明此化合物具有Dawson型结构，无论把取代的Co金属换成其他任意一种过渡金属，由于他们都具有相同的多酸单元构筑块，多酸单元的特征吸收基本上是一致，此类化合物都具有以上四个Dawson型多酸所特有的特征峰，另外的两个峰由于结晶水的H-O-H弯曲振动在吸收峰在约1630cm -1处形成，在3429cm -1处的宽吸收峰是-OH的伸缩振动吸收峰。

为了探究夹心结构的Dawson型杂多酸化合物的光催化活性，我们在紫外光的照射下研究了对亚甲基蓝的光解作用。实验过程如下：150 mg的化合物粉末与90 ml浓度为10mg/L的MB溶液超声半小时混合均匀，然后在250 W高压汞灯下一边照射一边搅拌。分别在时间间隔为0，15，30和45min时，取出4 ml溶液进行离心，取上清液用紫外分光光度计进行分析。如图2所示，随着照射时间的不断增长，溶液的吸光度明显的降低。由此可以看出此类化合物可以作为一种潜在的光催化材料来降解亚甲基蓝。

过渡金属取代的夹心型Dawson化合物在研究电化学性质时会出现三对可逆的氧化还原峰，这主要对应于金属钨的三个连续双电子转移过程，不同化合物可能会产生微小的偏移。

此类夹心型Dawson化合物若取代的过渡金属是Fe、Co或Ni等，那么合成的化合物可能会具有很好的磁性，可以將磁性好的物质应用于磁性材料之中。

结论：

Dawson型多酸化合物具有独特的结构和优异的性能，使其在很多领域都有广泛的应用，例如光、电、磁等。本文主要研究的是过渡金属取代的这类夹心Dawson型多酸，以化合物Na16[P4W30Co4（H2O）2O112]为例，分别对其进行了红外表征，并研究其光催化性能，结果表明此类化合物的红外图谱中会出现四个振动峰，分别在1084cm-1， 933cm-1， 768cm-1， 523cm-1附近，归属于Dawson型多酸的结构单元，光催化性能实验表明此类化合物可以作为一种潜在的光催化材料来降解亚甲基蓝。

参考文献

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