專利名稱：一種多金屬氧酸鹽化合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于多金屬氧酸鹽應(yīng)用材料領(lǐng)域，涉及一類具有特殊結(jié)構(gòu)的多金屬氧酸鹽及其合成。
背景技術(shù)：
具有納米級孔洞的金屬—有機復(fù)合納米聚合物材料及其應(yīng)用是近兩年來一個嶄新的研究領(lǐng)域。近年來與其有關(guān)的研究已迅速發(fā)展成為一門新興的綜合性研究領(lǐng)域，相信將對本世紀科學(xué)的發(fā)展將起著至關(guān)重要的作用。這類材料具有許多特殊的性能，在新功能材料如選擇性催化、分子識別、可逆性主客體分子(離子)交換等開發(fā)中顯示了誘人的應(yīng)用前景，因此這類化合物的研究成為二十一世紀化學(xué)和材料學(xué)科中最有挑戰(zhàn)性的的研究領(lǐng)域之一。
而利用含多酸小建筑單元構(gòu)筑而成的各種具有納米尺寸孔洞(徑)、空腔和獨特結(jié)構(gòu)的納米級超高核鉬(鎢)氧化合物的研究更是倍受關(guān)注。這類納米無機分子除了具有納米材料的一些特殊性質(zhì)，還因具有獨特的結(jié)構(gòu)特征(輪狀、球型和UFO型)、聚集型態(tài)和納米孔洞(徑)，含有豐富的離域4d單電子(一個分子有三十多個電子)，因此很可能是性能獨特的催化劑和良好的電子庫；另外，這類納米無機分子的結(jié)構(gòu)很特殊，結(jié)構(gòu)類型相當豐富，具有很高的比表面積，是一種強的固體酸，每個化合物里有許多質(zhì)子化的配位氧(OH)，有望作為把氫轉(zhuǎn)化成質(zhì)子的催化劑，并有儲存質(zhì)子的雙重功能，很可能是一種理想的固體燃料電池的氫轉(zhuǎn)化成質(zhì)子的催化劑或質(zhì)子交換材料，在理論研究方面具有重要的價值，并有誘人的潛在應(yīng)用前景。然而如何獲得結(jié)構(gòu)骨架單一、化合物本身穩(wěn)定、水溶性和結(jié)晶性較好的產(chǎn)品，是該類材料應(yīng)用研究的關(guān)鍵所在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決一類具有特殊結(jié)構(gòu)多金屬氧酸鹽的合成技術(shù)、溶解度和結(jié)晶性等問題，進而以利于化合物結(jié)構(gòu)的確定、性能表征和應(yīng)用研究。
化合物Na14[MoVI126MoV28O462H14(H2O)68]·ca.300H2O為正交晶系，空間群為Cmca，單胞參數(shù)為a＝50.6844(4)()，b＝56.3056(1)()，c＝30.6337(1)()，V＝87422.9(8)(3)，Z＝4。該化合物是以分子式所代表的單元巨輪狀環(huán)為基本構(gòu)筑單元，通過氧橋連接成具有排管狀的二維層狀結(jié)構(gòu)。
化合物通過傳統(tǒng)的溶液法合成得到，將Na2MoO4·2H2O溶于水中，用一定濃度的鹽酸酸化，再加入SnCl2·2H2O對溶液進行還原，獲得深藍色的溶液，靜置結(jié)晶獲得晶體狀的高純度的產(chǎn)物。
對于高核的鉬氧簇合物而言，由于電子離域的范圍很大，我們利用鍵價分別對不同的鉬原子及其亞單元進行價鍵計算，計算結(jié)果表明，每個{Mo8}亞單元有2-3個還原電子。更為精確地確定被還原電子數(shù)以及質(zhì)子化的氧的個數(shù)是通過構(gòu)筑模塊原理以及氧化還原滴定法。根據(jù)構(gòu)筑模塊原理，可以將{Mo154}環(huán)表述為{Mo154}≡[{MoVI2O5(H2O)2}14{MoVI/V8O26(μ3-O)2H(H2O)3MoVI/V}3-14]]14-≡[{Mo2}14{Mo8}14{Mo1}14]14-，此公式說明被還原的鉬原子的個數(shù)一定是14倍數(shù)，進一步通過硫酸高鈰氧化還原滴定證實了，化合物應(yīng)含有28個還原態(tài)的鉬原子。換句話說，化合物中含有30個左右的電子，是一個具有還原性的強酸化合物。
本發(fā)明通過簡單的水溶液法，利用低價的錫化合物作為還原劑，在一定的酸度下得到了高純度的二維巨輪狀環(huán)的層狀化合物的單晶，為具有高核(超高核)巨輪狀化合物以不同形式連接和結(jié)晶難的問題，以及如何獲得穩(wěn)定的、具有較高還原性能的這類化合物提供了一個有效的解決方法。通過得到的單晶，我們可以很容易地確定其結(jié)構(gòu)特征，進而對其電學(xué)性能做出更加系統(tǒng)和深入的研究。在本研究中，我們得到了一種在單分子單元中含有近30個電子的新材料，化合物較穩(wěn)定。就目前的研究上看，該類化合物由于本身具有很強的酸性，加上單分子中含有高達30個的電子，化合物本身有較穩(wěn)定，具有特殊的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中擁有接近納米級的孔洞或通道等，很可能能作為優(yōu)良的吸附材料或者固體燃料電池的材料應(yīng)用。
具體實施例方式
將7.74g(32mmol)Na2MoO4·2H2O溶于25ml H2O中，攪拌至完全溶解后用20ml 10％鹽酸酸化，再加入0.68g(3mmol)的SnCl2·2H2O，混合溶液立刻變?yōu)樯钏{色，繼續(xù)攪拌半小時后，將混合液靜置于空氣中，幾天后得到大量的深藍色八面體狀晶體。按Mo計算，產(chǎn)率約70％。直接從母液中挑選合適晶體，封管后進行X-射線單晶衍射?；瘜W(xué)式H750Mo154Na14O830，化學(xué)式量29132.62。
權(quán)利要求
1.一種多金屬氧酸鹽化合物，其特征在于該化合物的分子式為Na14[MoVI126MoV28O462H14(H2O)68]·ca.300H2O，為正交晶系，空間群為Cmca，單胞參數(shù)為a＝50.6844(4)()，b＝56.3056(1)()，c＝30.6337(1)()，V＝87422.9(8)(3)，Z＝4，該化合物是以分子式所代表的單元巨輪狀環(huán)為基本構(gòu)筑單元，通過氧橋連接成具有排管狀的二維層狀結(jié)構(gòu)。
2.權(quán)利要求1的化合物作為吸附材料或者固體燃料電池的材料的應(yīng)用。
全文摘要
一種多金屬氧酸鹽化合物，屬于多金屬氧酸鹽應(yīng)用材料領(lǐng)域。該化合物的分子式為Na
文檔編號C01G1/00GK1765751SQ20041008620
公開日2006年5月3日 申請日期2004年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月28日
發(fā)明者盧燦忠, 詹曉平, 汪盛 申請人:中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所