同多釩酸鹽[{Mn（H2O）2（gly）2}{V2O6}]n的合成、結構及表征

摘 要：文章利用溶劑熱合成方法合成了以雙核同多釩酸鹽V2O6為基的、以過渡金屬Mn修飾的新型化合物，化學式為：[{Mn（H2O）2（gly）2}{V2O6}]n。并采用紅外以及X-射線單晶衍射對該配合物進行了結構的表征。該化合物屬于Monoclinic晶系，C 2/c空間群，晶胞參數為a=20.771（5），b=5.418（5），c=14.676（5），α=90.00，β=125.305（5），γ=90.00，V=1347.9（14），R1=0.0209，wR2=0.0590。

關鍵詞：同多釩酸鹽；溶劑熱合成；晶體結構

多金屬氧酸鹽（Polyoxometalates）（簡稱為多酸，POMs）的研究已經有近百年的歷史。多酸在吸附、催化、磁性材料、醫藥等方面具有較大的應用前景[1-3]。

目前，對于含Mo和W的多酸是研究的熱點，但是對于多釩酸鹽的研究在深度和廣度方面不及Mo和W[4-5]。近些年來，學者們發現多釩酸鹽在氧化催化等性能上比Mo和W多酸鹽更為有效，并且多釩酸鹽在合成方面結構及尺寸更加可控，越來越受到人們的重視。[V2O6]2-是結構較簡單的雙核釩酸鹽，可以較容易與過渡金屬及配體形成結構新穎的配合物[6-8]。文章選用[V2O6]2-為基本單元，通過改變反應時間、反應原料的配比、反應溫度等條件合成了一種具有新穎結構的多金屬氧酸鹽[{Mn（H2O）2（gly）2}{V2O6}]n。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

試劑：偏釩酸銨、硫酸錳、甘氨酸、無水乙醇均購買于市面。

儀器：Perkin-Elmer的元素分析儀（2400 CHN）和差熱-熱重分析儀（TGA-7）、德國Bruker公司的X射線單晶衍射儀（2400 CHN）。

1.2 化合物的合成

將2.5mmol NH4VO3，5mmol Glycine，2.5mmol MnSO4·H2O溶解于適量的蒸餾水中，放在磁力攪拌器上于加熱至60℃溶解，將混合的溶液冷卻至室溫，過濾處理，將濾液于室溫下靜置一周后，生成黃色的晶體，產率為60%（以錳計）。經過化合物的元素分析以及ICP測試后，確定分子式為：[{Mn（H2O）2（gly）2}{V2O6}]n。該化合物的部分鍵長及鍵角如表1所示。該化合物的晶體學數據如表2所示。

2 晶體結構

該化合物是由Mn和甘氨酸配體配位形成的具有2D結構的配合物。該化合物單體橢球圖如圖1所示。

從橢球圖中可以看出，該化合物中心的過渡金屬Mn為六配位，分別與兩個水中的O原子、兩個gly配體的O原子、兩個VO4四面體上的O配位。V和VO4四面體上的端氧O3和O5與Mn交替連接成2D層狀結構，如圖2所示。所示。通過氫鍵將2D層狀結構連接成3D結構，如圖3所示。其中，N1-H1B...O4鍵長為3.116，N1-H1B...O5鍵長為3.036。

3 結束語

文章選用溶劑熱合成技術合成了新型以[V2O6]2-為基本結構單元、過渡金屬Mn和配體甘氨酸配位的2D層狀結構配合物。通過元素的分析及熱重的測定分析，確定化學式為[{Mn（H2O）2（gly）2}{V2O6}]n。通過氫鍵作用將二維層狀連接成三維結構。通過對該化合物的合成及研究，我們可以更加深入的了解對礬酸鹽化合物的成簇條件，為同多釩酸鹽的合成提供了一定的理論基礎。

參考文獻

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