[发明专利]一种钨杂多酸(NC16

说明书

本发明提供一种钨杂多酸(NC₁₆H₃₆)₄(NH₄)_x[MW₁₂O₄₄]及其合成方法与应用；M为金属中心杂原子；x为(NH₄)的个数，X＝9或10；本发明的杂钨多酸的中心杂原子为8配位的1:12系列的钨杂多酸的合成，为在理论上将Keggin型和Silverton型杂多酸联系起来提供基础与可能。因此，本发明的提出丰富了多酸化学的种类，对未来更多金属氧簇合物的发现及研究具有重要的指导意义。

技术领域

本发明属于无机纳米合成领域，具体涉及一种钨杂多酸(NC₁₆H₃₆)₄(NH₄)_x[MW₁₂O₄₄]及其合成方法与应用。

背景技术

多金属氧簇，即多酸(Polyoxometalates，ab.POMs)，是一种特殊的金属团簇，是由最高价态的过渡金属(Mo、W、V等)通过桥氧链接形成的骨架结构的金属-氧团簇；其结构组成不仅被众多研究者进行了深入研究，并且由于其本身优越的结构特性，众多类型的金属-氧团簇已经被应用到许多领域，如结构化学、分析化学、表面化学、电化学及光化学，尤其是金属-氧簇的催化性质越来越得到关注。这是由于这类金属团簇本身的特性，例如(1)具有确定的结构，利于对催化剂的设计和合成；(2)对极性溶剂具有极好的溶解性，可用于多相及均相体系；(3)既有酸性又有氧化还原的双重性质；(4)对环境无污染，可作为一类绿色催化剂。

对POMs的基本拓扑结构的探索一直是多酸化学研究的前沿和最紧迫的问题。自1934年Keggin等人首次报道了1:12系列的杂多阴离子的结构以来，相继发现了Keggin、Anderson、Dawson、Waugh、Silverton和Lindqvist等杂多酸的基本拓扑结构，这形成了POMs家族的六个最重要的基本结构分支。20世纪70-80年代，随着X射线晶体学技术的迅速发展，出现了更多的新型拓扑结构，包括Weakley,Standberg,Finke and Preyssler等。其中，Dawson和Keggin的中心杂原子配位数为4；Waugh和Anderson中的杂原子配位数为8；而Silverton型的POMs中的杂原子配位数则为12。

Keggin和Silverton型的POMs均属于1:12系列的杂多酸。但Keggin型的结构多样性比Silverton型更丰富。除Mo和W外的其他金属元素也可以构成Keggin簇骨架。例如，Nyman等人将Keggin簇骨架扩展到了Fe基如[FeFe₁₂O₁₆F₂₄]以及Nb基如[SiNb₁₂O₂₄]。此外，许多非金属元素(如P、Si、B和As)和过渡金属(如Fe、Co和Ni)可以作为中心杂原子以CN＝4的形式引入Keggin型POMs中。然而，已报道的Silverton型POMs结构非常罕见。迄今为止，仅报道了以镧系元素(Ce和Gd)和锕系元素(Th，U和Np)为中心杂原子(CN＝12)的Mo基SilvertonPOMs[MMo₁₂O₄₂]。然而，目前并未有文献报道中心杂原子为8配位的1:12系列的钨杂多酸，因此，如果可以精确设计并合成出中心杂原子以8配位状态存在的1：12系列的杂多化合物，既丰富了POMs家族种类，又可为从理论上将1:12系列中的Keggin和Silverton型关联在一起，实现1:12杂氧金属酸盐的统一提供可能。对多酸化学的发展具有重要意义。

发明内容