钼磷多金属氧酸盐的结构类型及特点

磷钼酸结构一、引言磷钼酸是一种重要的无机化合物，由磷酸根离子和钼酸根离子组成。

它具有多种结构，在化学领域被广泛应用。

本文将深入探讨磷钼酸的结构特点及其应用。

二、磷钼酸的基本结构磷钼酸的基本结构由磷酸根离子（PO4-3）和钼酸根离子（MoO4-2）组成。

磷酸根离子以四面体结构存在，而钼酸根离子则以八面体结构存在。

它们通过共享氧原子而形成稳定的磷钼酸结构。

三、磷钼酸的不同结构类型1. Keggin结构Keggin结构是最常见的磷钼酸结构之一。

它由12个磷酸根离子和1个钼酸根离子组成，总共形成了一个球形的结构。

Keggin结构具有高度稳定性和酸性，被广泛应用于催化反应和电池材料中。

2. Dawson结构Dawson结构由8个磷酸根离子和2个钼酸根离子组成。

它的结构形式为两个孤立的七面体结构通过共享一个顶点连接在一起。

Dawson结构具有较好的电子传导性能和催化活性，在电池和催化剂中有重要应用。

3. Anderson结构Anderson结构由6个磷酸根离子和1个钼酸根离子组成。

它的结构形式为一个六面体结构和一个四面体结构相连，类似于Dawson结构。

Anderson结构具有较好的热稳定性和氧化还原性，常用于催化剂和光学材料。

4. Polyoxometalate (POM) 结构Polyoxometalate结构是一类复杂的磷钼酸结构，由多个磷酸根离子和钼酸根离子组成。

它们的结构形式多样，包括球形、链状、片状等。

POM结构具有丰富的化学性质和物理性质，广泛应用于电化学、光电材料等领域。

四、磷钼酸的应用领域1. 催化剂磷钼酸具有良好的催化活性，在化学催化反应中得到广泛应用。

Keggin结构的磷钼酸催化剂在酯化、氧化、加氢等反应中具有高效率和选择性。

Dawson结构和Anderson结构的磷钼酸催化剂在催化剂的设计和制备中具有重要作用。

2. 电池材料磷钼酸具有良好的电化学性质，被广泛应用于电池材料中。

Keggin结构的磷钼酸可作为锂离子电池和钠离子电池的正极材料，具有高能量密度和良好的循环稳定性。

多金属氧酸盐详细资料大全多金属氧酸盐是一类由金属（一般为过渡金属）、氧等组成的化合物，分为同核和异核两类。

一般金属钨和钼形成的较多。

又分为饱和和不饱和。

如：12－钨磷酸钾,11-钼矽酸钠，前者为饱和杂多酸盐,后者为不饱和杂多酸盐。

大多数过渡金属都能形成多金属氧酸盐类化合物。

这类化合物是不耐碱，通常以晶体粉末的形式存在。

基本介绍•中文名：多金属氧酸盐•外文名：polyoxometalates•简称：POMs•生产：一定pH条件下缩合脱水简介,发展历史,分类,简介polyoxometalates, 简称POMs，是由简单含氧酸盐在一定pH条件下缩合脱水生产的，仅由一种含氧酸盐缩合脱水得到的POM称为同多酸，而由两种或者两种以上含氧酸盐间脱水生成的POM 称为杂多酸。

POM的最经典结构类型是Keggin结构和Dawson结构，例如，H3PW12O40和H6P2MO18O62（略去结晶水）等。

发展历史多金属氧酸盐(Polyoxometalates，POMs)是由前过渡金属离子通过氧连线而形成的一类多金属氧簇化合物。

多金属氧酸盐的范围主要是高价态的前过渡金属(主要指V、Nb、Ta、Mo、W)，具有形成金属—氧簇阴离子的能力。

相关研究也形成了一个学科——多酸化学。

早期的多酸化学认为多酸是由两个或两个以上的无机含氧酸根阴离子缩合脱水得到的一类化合物，根据组成不同分为同多酸和杂多酸阁。

多酸化学的发展历史大致如下：1826年J.Berzerius成功合成了第一个杂多酸(NH4)3PMo12O40·H20。

1864年C.Marignac合成了第一个杂多酸盐—钨矽酸，并用化学分析方法对其组成进行了确定，从而真正开拓了多酸化学研究的新时代。

1893在Werner在前人工作的基础上，提出了配位理论，并进行了实验验证。

1908年Miolati-Rosenheim学说提出，不论是含铝还是含钨系列的多酸阴离子都可以形成M2O7离子。

收稿日期：2011-03-07基金项目：国家自然科学基金资助项目（20671026；20971032）作者简介：万彬（1983-），女，在读硕士研究生，主要研究方向：多酸化学。

导师简介：周百斌，男，博士，博士生导师，一直从事多金属氧酸盐的研究，在国内外SCI 论文期刊上发表论文70余篇。

文章编号：1002-1124（2011）05-0034-03Sum 188No.5化学工程师ChemicalEngineer2011年第5期已在催化及材料化学领域中成为人们研究的热点。

如：[Cu 6（4atrz ）6][PMo 12O 40]2·H 2O [3],[{Ag （bpy ）}2{Ag 4（bpy ）6}{PM o 11VO 40}][{Ag （bpy ）}2{PMo 11VO 40}][4]。

2.2P 2Mo 18和P 2Mo 5型多金属氧酸盐[P 2Mo 18O 62]6-阴离子具有D3h 对称性，其中杂原子P 呈四面体配位，配原子呈八面体配位。

在阴离子中两个PO 4四面体以角氧相连,位于分子结构的中心，其余18个M oO 6八面体相互共用顶角、边形成笼型结构。

该结构中含有两种Mo 原子，6个“极位”M o 原子和12个“赤道位”M o 原子。

Dawson 结构的磷钼酸盐与Keggin 结构是重要的杂多化合物，在催化等工业生产等方面具有重要应用，因此，对Dawson 结构磷钼杂多化合物的研究也比较深入，如H 3（L-HC 6H 9N 3O 2）3[P 2Mo 18O 62]·20H 2O [5]等等。

含有两个P 杂原子的磷钼杂多化合物中，[P 2Mo 5O 23]6-结构的杂多化合物也十分重要。

Strandberg 于1973年首次确定其结构，在其结构中，两个P 原子呈四面体配位，分布在5个钼原子八面体共用顶角、边形成环的中心两侧。

此种结构在光催化、医疗、材料等方面都有着良好的性质，目前已合成一大类无机-有机杂化材料，如：M g[Cu （bim ）（H 2O ）]2[P 2M o 5O 23]·4H 2O [6]等，其结构见图2。

［收稿日期］2001-08-10［基金项目］国家自然科学基金资助项目（29771006）［作者简介］巫平松（1972-），女，硕士；王恩波（1936-），男，教授，博士研究生导师，主要从事多酸化学方面的研究.［文章编号］1000-1832（2001）04-0051-06无机-有机杂化钼磷、钒钼磷多酸化合物的合成与结构巫平松，张宏宇，许林，德格吉日呼，胡长文，王恩波（东北师范大学化学学院，吉林长春130024）［摘要］通过对V 2O 5，Na 2MOO 4·2H 2O ，HF ，Ni （NO 3）2·6H 2O ，H 3PO 4和吡啶体系水热反应的研究，合成并表征了无机-有机杂多酸化合物［C 5H 6N ］3［C 5H 5N ］［PMO 12O 40］（1），［C 5H 6N ］4［PVMO 11O 40］（2）和［C 5H 6N ］4［HPV 2MO 10O 40］（3）.化合物（1）属单斜晶系，C /2c 空间群，a =2.1867（6）nm ，b =1.3978（4）nm ，c =1.6633（3）nm ，!=105.73（10） ，V =4.893nm 3，R =0.0604，Z =4；化合物（2）属单斜晶系，C /2c 空间群，a =2.1858（4）nm ，b =1.3971（3）nm ，c =1.6635（3）nm ，!=105.83（3） ，V =4.8873（17）nm 3，Z =4，R =0.0463；化合物（3）属单斜晶系，P 21n 空间群，a =1.1122（2）nm ，b =1.9412（3）nm ，c =1.2484（3）nm ，!=99.89（3） ，V =2.6565（9）nm 3，Z =2，R =0.0690.［关键词］水热合成；多金属氧酸盐；晶体结构［中图分类号］O 611.4［文献标识码］A!引言多金属氧酸盐以其独特的性质在催化、抗病毒与抗肿瘤药物、光电功能材料等领域有着广泛的应用前景［1］.过去通常采用常规合成法来合成多金属氧酸盐［2，3］，近年来，水热合成的多金属氧酸盐引起了人们的极大兴趣［4，5］，因为用水热法合成的多金属氧酸盐结构新奇，性质独特，稳定性好，更适于做光、电、磁等功能材料，做催化剂时，比水溶性的催化剂容易回收.含钒钼的多酸化合物一直是人们研究的热点之一.与其他金属元素相比钒有着明显不同的化学结构特性，如价态多变，配位方式多样等，所以钒系列的多金属氧酸盐具有结构多样性的特点.80年代水热合成的钼磷酸盐标志着新型无机固体微孔材料发展的开端.此类多酸化合物已在许多领域显示出优秀的功能特性，有极大的开发价值.磷钼钒系列化合物已被用常规方法合成出来，如H m ［PMO 12-n V n O 40］·x H 2O （n =9，10）［6］，H 6+n ［P 2MO 18-n V n O 62］·x H 2O （n =1~3）和H （4+n ）［P 2MO 18-n V n O 62］·x H 2O （n =4~5）［7］等.近年来，水热合成的钒钼磷系列多金属氧酸盐备受重视，但其中属于电荷转移型无机-有机杂第33卷第4期东北师大学报自然科学版VOl.33NO.42001年12月JOURNAL OF NORTHEAST NORMAL UNIVERSITYDecem !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!ber 200125东北师大学报自然科学版第33卷化化合物报道较少，已见报道有（EtNH）5［PMO12040（V0）2］［8］，［N（CH3）4］4［H5PMO4V9042］·33.5H20［9］和［Ni（C2N2H3）2］Na［PMO8V8044］［6］.我们也开展了水热合成无机-有机杂化钒钼磷酸盐的工作，利用简单的原料V05，Na2MO04·2H20，HF，Ni（N03）2·6H20，H3P04和吡啶，2通过调pH值合成了两种不同空间堆积状态的无机-有机杂化钡钼磷系列的化合物［CH6N］4［PVMO11040］和［C5H6N］4［HPV2MO10040］·2H20及无机-有机杂化磷钼酸盐5［CH6N］3［C5H5N］［PMO12040］.5!实验部分2.1原料及仪器所有的原料均为分析纯.红外光谱采用KBP压片法在NicOiet170SX FT-IR光谱仪上得到；P，MO，V的元素分析结果在TJA-P0EMS等离子体光谱质谱仪上测得.热重分析在PERKIN-ELMER TGA7型热重分析仪上完成，流动N2气氛，升温速度10C/min，温度范围25C~700C.2.2合成2.2.1［C5H6N］3［C5H5N］［PMO12040］（1）合成将V05，Na2MO04·2H20，HF，Ni（N03）2·6H20，H3P04（85%）和H20按物质的量比为2.25=4=1=1.5=30=600混合，搅拌均匀，再用吡啶将pH值调至2，然后将反应混合物封入20 mL的内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，于180C晶化10c，以5C/1的速度冷却至室温，用去离子水洗去粉末状杂质，得到红棕色块状晶体.元素分析结果（括号内为理论值）：P，1.50%（1.45%）；MO，54.01%（53.79%）.2.2.2［C5H6N］4［PVMO11040］（2）的合成将V05，Na2MO04·2H20，HF，Ni（N03）2·6H20，H3P04（85%）和H20按物质的量比为2.25=4=1=1.5=30=600混合，搅拌均匀，再用吡啶将pH值调至3~4，然后将反应混合物封入20mL的内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，于180C晶化10c，以5C/1的速度冷却至室温，用去离子水洗去粉末状杂质，得到红棕色块状晶体.元素分析结果（括号内为理论值）；P，1.23%（1.47%）；MO，32.7%（51.57%）；V，4.13%（2.43%）.2.2.3［C5H6N］4［HPV2MO10040］（3）的合成按物质的量比为2.5=4=1=1.5=30=600取V05，Na2MO04·2H20，HF，Ni（N03）2·6H20，2H3P04（85%）和H20，将Na2MO04·2H20，HF，H3P04（85%）和H20混合，搅拌均匀，再用吡啶将pH值调至4~5，然后与V05混合，将混合物封入20mL的内衬聚四氟乙烯的不锈钢反2应釜中，于180C晶化10c，以5C/1的速度冷却至室温，用去离子水洗去粉末状杂质，得到黑色有金属光泽的块状晶体.元素分析结果（括号内为理论值%）：P，1.49（1.50%）；MO，47.1%（45.9%）；V，5.2%（4.88%）.2.3结果与讨论2.3.1红外光谱化合物（1）~（3）的红外光谱特征峰分别为：化合物（1），1058cm-1，948cm-1，863 cm-1，790cm-1；化合物（2），1058cm-1，955cm-1，864cm-1，789cm-1；化合物（3），1057 cm-1，953cm-1，868cm-1，788cm-1，表明3种化合物中都存在Keggin结构磷钼系列的阴离子，但与标准的Keggin结构磷钼系列的阴离子（抗衡离子为H+离子）的特征峰的位置（1064cm-1，964cm-1）［1］比较，发生了红移，说明该化合物存在对阴离子作用较大的有机基团.2.3.2晶体结构挑选0.62mm X0.50mm X0.38mm大小的化合物（1）的单晶在Siemens P4四圆衍射仪上收取X射线衍射数据（MO-K!"=0.071073nm，#-2!扫描方式），晶体封入玻璃毛细管中，晶体结构以直接法解出，全矩阵最小二乘法修正.化合物（1）属单斜晶系，C/2c空间群，a=2.18674（6）nm，J=1.3978（4）nm，c=1.66329（3）nm，"=105.73（10），V=4.89278nm3，Z=28，D c=2.837g·cm-3，u=5.891mm-1，F（000）=3892，R=0.0604.化合物（1）的晶体学数据列于表1.X射线四圆衍射分析表明化合物（1）由吡啶环［C5H5N］和Keggin结构的［PMO12040］4-阴离子组成.［PMO12040］3-阴离子的结构如图1所示，多酸阴离子的中心为P04四面体，P—0键长在0.1453~0.618nm之间，4个0—P—0键角分别为109.2（7），108.5（6），109.1（7）和109.3（7），说明P04四面体略微有些畸变；P04四面体的4个0原子有2个为四桥氧，2个为二桥氧.MO有两种配位环境：8个MO原子六配位，形成8个MO06八面体；4个MO原子五配位，形成4个MO05四方锥；8个六配位的MO原子的MO—0t（端氧）键的键长在0.164（2）~0.1671（12）nm之间；4个五配位的MO 原子的!MO0t（端氧）双键的键长在0.613（2）~0.1651（19）nm之间，4个MO05四方锥共角相连形成环状.40个骨架氧中，除12个!M0t（端氧）外，有24个MO—0—MO二桥氧，2个MO—0—P二桥氧，2个四桥氧（P04四面体上的2个0原子）.价态加和计算表明12个MO原子都约为+$价.根据电荷平衡，在每个晶包单元中，有一个吡啶环［C5H5N］和3个质子化的吡啶环［C5H6N］+，通过静电引力和氢键与一个［PMO12040］3-阴离子结合在一起.［PMO12 040］3-阴离子在Jc平面上排列成二维层状，吡啶分子［C5H5N］有规则地排列在两层之间，相互作用，形成超分子，各吡啶环所在的平面相互平行.挑选0.52mm X0.36mm X0.28mm大小的化合物（2）的单晶在Siemens P4四圆衍射仪上收取X射线衍射数据（条件和方法与化合物（1）相同）.测得化合物（2）属单斜晶系，C/2c空间群，a=2.1858（4）nm，J=1.3971（3）nm，c=1.6635（3）nm，"=105.83（3），V=4.8873（17）nm3，Z=4，D c=2.912g·cm-3，#=3.113mm-1，F（000）=4044，R=0.0463.化合物（2）的晶体学数据列于表1.化合物（2）的X射线四圆衍射分析表明此化合物由质子化的吡啶［C5H6N］+和Keggin结构的［PV-MO11040］4-阴离子组成，通过静电引力结合在一起.如图2所示，［PVMO11040］4-阴离子呈晶体学上的无35第4期巫平松等：无机-有机杂化钼磷、钒钼磷多酸化合物的合成与结构序结构.中心P原子处于反演中心，四周围绕着8个0原子，这些0原子各处于P08立方体的8个顶点上，占有几率各为50%.P—0键长在0.1450~0.1608nm之间.从P—0的键长、键角可知P08为一畸变的立方体.［PVMo11040］4-的12个金属原子中，有2个位置被Mo原子占据，其余的10个位置为n Mo=n V统计分布.对Mo和V做占有率修正，结果为n Mo=n V=0.9=0.1，V的含量低于元素分析结果和光电子能谱测试结果.Mo（1），M（5），Mo（7）和M（11）4个金属原子处在同一对称平面上，皆为7配位，其余的8个金属原子分布在对称平面两侧，互呈镜像，为6配位；12个!M0t（端氧）双键的键长在0.1639（6）~0. 1652（6）nm之间，比其他Mo—0（P）键的键长（0.18~0.25nm）短，M—0（P）键的键长在0. 2390（10）~0.2512（10）nm之间.44个骨架氧（形式上）中除12个端氧外，有28个二桥氧（24个Mo—0—Mo二桥氧，4个Mo—0—P二桥氧），键长在0.1450~0.2420nm之间，4个四桥氧（P08六面体上的4个氧原子），键长在0.1577~0.2542nm之间.化合物（2）的晶胞单元结构由一个［PVMo11040］4-阴离子和四个质子化的吡啶［C5H6N］+组成.沿b轴方向看，［PVMo11040］4-阴离子在bc平面上排列成二维层次，质子化的吡啶［C5H6N］+有规则地排列在两层之间，通过静电作用相互结合在一起，形成超分子，各吡啶环所在的平面相互平行，其空间堆积结构与化合物（1）相同.根据价态加和计算，Mo原子平均约为!价，V为+"价.挑选0.54mm>0.36mm>0.36mm大小的化合物（3）的单晶在Siemens P4四圆衍射仪上收取X射线衍射数据（条件和方法与化合物（1）相同）.测得化合物（3）属单斜晶系，P21/n空间群，a=1.1122（2）nm，b=1.9421（3）nm，c=1.2484（3）nm，!=99.89（3），V=2.6565（9）nm3，Z=2，D c=2.611g·cm-3，"=2.748mm-1，F（000）=1986，R=0.069化合物（3）的晶体学数据列于表1.化合物（3）的X射线四圆衍射［HPV2Mo10040］4-阴离子分析表明此化合物由质子化的吡啶环［C5H6N］+、Keggin结构的分子和水分子组成，通过静电引力和氢键结合在一起.如图3所示，［HPV2Mo10040］4-阴离子呈晶体学上的无序结构，与化合物（2）的阴离子相似，但12个金属原子的配位环境与化合物（2）不同.中心P原子与8个0原子配位，这些0原子处于P08六面体的8个顶点上，占有率各为50%.P—0键的键长在0.146（2）~ 0.161（3）nm之间.从P—0的键长、键角可知P08为一略微畸变的立方体.［HPV2Mo10 040］4-阴离子的12个金属原子中，Mo的占有率85%，V的占有率为15%.M（3），M（5），M （7），M（11）4个金属原子为六配位，处于同一平面，平面两侧的8个金属原子为七配位.12个!M0t（端氧）双键的键长在0.160（2）~0.170（2）nm之间，M—0（P）键的键长在0.237（3）~0.252（2）nm之间.44个骨架氧（形式上）中除12个端氧外，有26个二桥氧（24个Mo—0—Mo二桥氧，2个Mo—0—P二桥氧），键长在0.146~0.194nm之间，6个四桥氧（P08六面体上的6个0原子），键长在0.152~0.241nm之间.化合物（3）的晶胞单元结构45东北师大学报自然科学版第33卷由一个［HPV 2MO 10040］4-阴离子、4个质子化的吡啶分子和2个H 20组成，但［HPV 2MO 10040］4-阴离子周围的4个吡啶分子的排列方式与化合物（1）和化合物（2）晶包单元中的4个吡啶分子不同，导致其空间堆积结构与化合物（1）和化合物（2）不同.表!化合物（!），（"）和（#）的晶体学数据及结构精修参数C 20H 24MO 12N 4040P （1）C 20H 24MO 11N 4040PV （2）C 20H 29MO 10N 4042V 2（3）相对分子质量2142.682097.682089.71晶系单斜单斜单斜空间群C 2/OC 2/O P 21/n a /nm 2.18674（6） 2.1858（4） 1.1122（2）6/nm 1.39785（4） 1.3971（3） 1.9421（4）O /nm 1.66329（5） 1.6635（3） 1.2484（3）a /（ ）909090!/（ ）105.73（10）105.83（3）99.89（3）"/（ ）909090r /nm 3 4.8938（2） 4.887（2） 2.6565（9）Z442D O /（g ·cm -3） 2.837 2.912 2.611!/mm -15.891 3.113 2.748反射收集468052015958独立反射367342564647R 10.06040.04630.0690wR 20.17130.13940.17822.3.3热重分析化合物（3）的热重分析（图4）在PERKIN -ELMER TGA7型热重分析仪上完成，流动N 2气氛，升温速度10 C /min ，25C ~700C 的温度区间内，样品表现为两步失重.第一步失重发生在232C ~340C ，失去大约7.5%的质量.第二步失重发生在349~457C ，失去大约10%的质量.两步失去4个吡啶分子和2个水分子，共失重17 5%，与计算值17%相符.!结论合成的3种无机-有机杂化多金属氧酸盐都是以V 205，Na 2MO04，Ni （N03）2·6H 20，H 3P04和吡啶为原料，HF 为矿化剂，在180C 晶化10c 并缓慢降温合成的.PH 值的变化对V 的含量的影响与常规合成法一致［3，4］，即其他条件不变的条件下，V 的含量随pH 值的升高而增加.当pH =2时，化合物（1）中V 的含量为0；随着pH 值的逐渐升高，V 的含量增至1（化合物（2））和化合物（3））.反应体系中是否有金属阳离子以及金属阳离子的种类对产物能否形成很重要.例如，在反应体系中，如果将Ni （N03）2·6H 20去掉，并且以MO03代替Na 2MO04，产物中只能得到无定形粉末，MO 源的种类对反应体系的影响虽极为重要，但金属阳离子的有无在其中的作用同样重要；如果将Ni （N03）2·6H 20替换成CO （N03）2·6H 20，在pH =2时得到棕色针状晶体（未进行表征），与化合物（1）的外观大相径庭，说明不同金属阳离子对反应体系的作用不一样，Ni （N03）2·6H 20在体系中不仅是矿化剂，对产物的形成也有着重要的作用.对于化合物（1）、化合物（2）和化合物55第4期巫平松等：无机-有机杂化钼磷、钒钼磷多酸化合物的合成与结构（3）的反应体系，当pH 值大于5时，未能得到晶体产物.［参考文献］［1］王恩波，胡长文，许林著.多酸化学导论［M ］.北京：化学工业出版社，1998.1.［2］毕丽华，刘景华，王恩波，等.有机—无机盐（（C 4H 1203N 3）PW 12040·11H 20的合成表征和对亚硝酸银的电催化还原［J ］.东北师大学报（自然科学版），1999（3）：102~105.［3］郭树荣，王恩波，由万胜，等，组氨酸的Keggin 结构杂多金属氧酸盐的合成及性质研究［J ］.东北师大学报（自然科学版），1999（3）：116~119.［4］栾国有，王明辉，王恩波，等，新型超分子化合物（NH 3CH 2（H 2NH 2）3［PW 12040］·11H 20晶体的水热合成与表征［J ］.分子科学学报，2000，16（4）：211~215.［5］栾国有，王明辉，王恩波，等.新型化合物［（2，2-biby ）2（V02）2（HP04）］·H 20晶体的水热合成与表征［J ］.分子科学学报，2001，17（2）：121~123.［6］赵世良，陈亚光，王恩波，等.高含量V 的Mo —V —P 多金属氧酸盐的合成和表征［J ］.东北师大学报（自然科学版），1986（2）：43~47.［7］王恩波，高丽华，刘景福，等.具有Dawson 结构的Mo —V —P 多金属氧酸盐［J ］.高等学校化学学报，1988，9（9）：876~881.［8］Chen O ，Hiii C L.A bivanadyi capped highiy reduced Keggin poiyanion ［PMo !6Mo "6040（V0）2］5-［J ］.Inorg Chem ，1996，36（8）：2403.［9］徐家宁，杨国昱，徐吉庆，等.含混合价态钒的晶体［N （CH 3）4］4［H 5PMo 5V 9042］·3.5H 20的合成与结构［J ］.高等学校化学学报，2000，21（8）：1180~1182.［10］Soghomonign V ，Meyer L A ，Haushaiter R C ，et ai.Hydrothermai synthesis and structure characterization of the 3-Dframework soiids （NH 4）［V 2（0H ）（P04）2（H 20）］·H 20and Rb 6［（Mo 9V 306）（P04）10（H 2P04）3（0H ）9］·8.5H 20［J ］.Inorg Chim Acta ，1998，275：122.Hydrothermal synthesis ，structural characterization ofmolybdophosphate and Vanadium molybdophosphatespolyoxometalatesWU Ping-song ，ZHANG Hong-yu ，XU Lin ，DEGE Jiri-hu ，HU Chang-wen ，WANG En-bo（Facuity of Chemistry ，Northeast Normai University ，Changchun 130024，China ）Abstract ：The V 205/Na 2Mo04·2H 20/HF /Ni （N03）2·6H 20/H 3P04/pyridine system was investigat-ed using hydrothermai technigues.Three new phases ，［C 5H 6N ］3［C 5H 5N ］［PMo 12040］（1），［C 5H 6N ］4［PVMo 11040］（2）and ［C 5H 6N ］4［HPV 2Mo 12040］（3）have been prepared and structuraiiy characterized.Crystai data ：compound （1），monociinic ，C /2c space group ，a =2.1867（6）nm ，J =1.3978（4）nm ，c =1.6633（3）nm ，!=105.73（10） ，V =4.8928nm 3，R =0.0604，Z =4；compound （2），monociinic ，C /2cspace group ，a =2.1858（4）nm ，J =1.3971（3）nm ，c =1.6635（3）nm ，!=105.83（3） ，V =4.8873（17）nm 3，Z =4，R =0.0463；compound （3），monociinic ，P 21/n space group ，a =1.1122（2）nm ，J =1.9412（3）nm ，c =1.2484（3）nm ，!=99.89（3） ，V =2.6565（9）nm 3，Z =2，R =0.0690.Keywords ：hydrothermai synthesis ；poiyoxometaiate ；crystai structure65东北师大学报自然科学版第33卷无机-有机杂化钼磷、钒钼磷多酸化合物的合成与结构作者：巫平松， 张宏宇， 许林， 德格吉日呼， 胡长文， 王恩波作者单位：东北师范大学化学学院,刊名：东北师大学报(自然科学版)英文刊名：JOURNAL OF NORTHEAST NORMAL UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION)年，卷(期)：2001,33(4)被引用次数：13次1.王恩波;胡长文;许林多酸化学导论 19982.毕丽华;刘景华;王恩波有机-无机盐((C4H12O3N3)PW12O40·11H2O的合成表征和对亚硝酸银的电催化还原 1999(03)3.郭树荣;王恩波;由万胜组氨酸的Keggin结构杂多金属氧酸盐的合成及性质研究 1999(03)4.栾国有;王明辉;王恩波新型超分子化合物(NH3CH2CH2NH2)3[PW12O40]·11H2O晶体的水热合成与表征[期刊论文]-分子科学学报 2000(04)5.栾国有;王明辉;王恩波新型化合物[(2,2-bipy)2(VO2)2(HPO4)]·H2O晶体的水热合成与表征[期刊论文]-分子科学学报 2001(02)6.赵世良;陈亚光;王恩波高含量V的Mo-V-P多金属氧酸盐的合成和表征 1986(02)7.王恩波;高丽华;刘景福具有Dawson结构的Mo-V-P多金属氧酸盐[期刊论文]-高等学校化学学报 1988(09)8.Chen Q;Hill C L A bivanadyl capped highly reduced Keggin polyanion[PMoⅤ6MoⅥ6O40(VO)2]5- 1996(08)9.徐家宁;杨国昱;徐吉庆含混合价态钒的晶体[N(CH3)4]4[H5PMo5V9O42]·3.5H2O的合成与结构[期刊论文]-高等学校化学学报 2000(08)10.Soghomonign V;Meyer L A;Haushalter R C Hydrothermal synthesis and structure characterization of the 3-D framework solids (NH4)[V2(OH)(PO4)2(H2O)]*H2O andRb6[(Mo9V3O6)(PO4)10(H2PO4)3(OH)9]*8.5H2O 19981.昆道列提·艾力木阿吉.马颖.王恩波.KUNDAOLIETI Alimuaji.MA Ying.WANG En-bo一种新颖的含有隧道结构的二维钠钼磷多酸盐的合成和晶体结构[期刊论文]-东北师大学报（自然科学版）2006,38(1)2.石晓波.汪德先.万屏南.李春根.王赛英过渡金属磷钼钒酸盐纳米微粒的固相合成[期刊论文]-应用化学2003,20(9)3.岳秀英.王静.苏旭PMoV酸化合物原位TPD-FTIR表征[会议论文]-20024.丁艳.陈鸿利.孟靖昕.王恩波.DING Yan.CHEN Hong-li.MENG Jing-xin.WANG En-bo钼磷多金属氧酸盐[Zn(2,2'-bipy)2]2[PMoⅥ11 MoⅤO40]的合成与晶体结构[期刊论文]-东北师大学报(自然科学版)2008,40(2)5.巫平松.石中亮.陈尚东水热法合成钒钼磷系列多金属氧酸盐[期刊论文]-当代化工2003,32(1)6.马凤霞多金属钨酸盐和金属草酸盐有机-无机杂化化合物的水热合成与结构表征[学位论文]20067.由万胜.王轶博.王恩波.栾国有.韩正波.YOU Wan-Sheng.WANG Yi-bo.WANG En-bo.LUAN Guo-you.HAN Zheng-boα-Keggin型( NH4) 4HPW10V2O40·2．5H2O水热合成及结构特征研究[期刊论文]-分子科学学报2000,16(2)8.陈心琴一些磷（硅）-钼（钨）-氧簇合物和合成、结构及性能[学位论文]20089.许岩.徐吉庆.郭纯孝.杨国昱.王仁章.孙浩然新奇的双帽pseudo－Keggin 结构磷钼钒酸盐的水热合成、 晶体结构、 性质及其量子化学计算[期刊论文]-高等学校化学学报1999,20(1)10.徐敏.张鹏.王恩波.刘佳.徐欣欣.XU Min.ZHANG Peng.WANG En-bo.LIU Jia.XU Xin-xin {[Cu2(2,2′-bipy)2(4,4′-bipy)]2[Cu(4,4′-bipy)][PW10(Ⅵ)W2(Ⅴ)O40]}(bipy=联吡啶)的合成与表征[期刊论文]-东北师大学报（自然科学版）2008,40(4)1.张鹏.王恩波.邢长宇.康平利.李凯一个新颖的二重互穿的三维无机-有机杂化化合物[Cd(C5H3N2O2)2(H2O)]n的合成和晶体结构[期刊论文]-无机化学学报 2009(3)2.昆道列提·艾力木阿吉.马颖.王恩波一种新颖的含有隧道结构的二维钠钼磷多酸盐的合成和晶体结构[期刊论文]-东北师大学报（自然科学版） 2006(1)3.刘俊渤.常海波.窦森.刘景华.吴景贵水热合成法制备六方形纳米盘Cd(OH)2[期刊论文]-吉林大学学报（理学版） 2009(3)4.李淑贤.白术杰.朱光怡近十年国内多酸化学研究概况[期刊论文]-佳木斯大学学报（自然科学版） 2006(4)5.于霞.史振雨.彭军.谷晓俊三维超分子化合物[H2bpy]2[SiMo8ⅥMo4ⅤV2ⅣO42]·3H2O的水热合成、表征及性质研究[期刊论文]-东北师大学报（自然科学版） 2005(4)6.王沁玲.郭广生.郭洪猷1,2-二吡啶基乙烷-钼磷酸盐的水热合成、晶体结构和光吸收性能[期刊论文]-环境化学 2006(5)7.巫平松.石中亮.陈尚东水热法合成钒钼磷系列多金属氧酸盐[期刊论文]-当代化工 2003(1)8.王坤.张维维.尹盛.钱静.郭军祥.李华明无机-有机杂多盐[Bmim]5PMo10V2O40 的制备及电催化性能[期刊论文]-应用化学 2009(1)9.张春华.范丽华.李志奎.许林双帽Keggin结构化合物[(CH3)4N]3H6[AsV12O40(VO)2]光化学合成与表征[期刊论文]-东北师大学报（自然科学版） 2007(4)10.冯丽娟.孙志勇.陈芳含钒的金属-氧簇合物水热合成浅析[期刊论文]-广西轻工业 2008(6)11.王月梅.李青仁.徐占林.牛春艳固载杂多酸(盐)催化材料的研究进展[期刊论文]-辽宁化工2006(10)12.王沁玲杂多酸有机/无机杂化材料的合成及结构性能研究[学位论文]硕士 200613.苏华能一些含镍杂多化合物的研究[学位论文]硕士 2005引用本文格式：巫平松.张宏宇.许林.德格吉日呼.胡长文.王恩波无机-有机杂化钼磷、钒钼磷多酸化合物的合成与结构[期刊论文]-东北师大学报(自然科学版) 2001(4)。

磷钼酸结构引言磷钼酸是一类重要的无机化合物，具有多种应用领域。

本文将对磷钼酸的结构进行全面详细、完整且深入的介绍，包括其化学组成、晶体结构和性质等方面。

化学组成磷钼酸的化学式为H3PMo12O40，其中包含1个磷原子（P）和12个钼原子（Mo），以及40个氧原子（O）。

它是由一个磷中心和12个四面体形式的钼氧团簇组成的。

这些团簇通过共享氧原子相连，形成一个稳定的结构。

结构特点磷钼酸具有复杂而有序的晶体结构。

它属于正交晶系，空间群为Pnnm。

晶胞参数一般为a=14.38 Å，b=19.90 Å，c=13.85 Å。

在晶体中，磷钼酸分子排列成层状结构，层与层之间通过弱范德华力相互作用力保持着稳定。

晶体结构磷钼酸晶体的基本结构由磷中心和12个钼氧团簇组成。

每个钼氧团簇由一个中心钼原子和6个氧原子组成，形成一个四面体结构。

这些四面体通过共享顶点的方式连接在一起，形成一个大的多面体结构。

磷原子与这些钼氧团簇相连，使得整个晶体呈现出复杂而有序的结构。

化学性质磷钼酸具有许多重要的化学性质。

它是一种强酸，可以与碱反应生成盐类化合物。

磷钼酸在催化反应中具有重要作用，特别是在氧化反应和脱氢反应中。

它还可以作为催化剂用于有机合成和能源转换等领域。

应用领域由于其特殊的结构和化学性质，磷钼酸在许多领域都有广泛的应用。

它被广泛用作催化剂，在石油加工、环境保护、能源转换等领域发挥着重要作用。

磷钼酸还可以用于制备高温陶瓷材料和电子器件等。

它还可以用作蓄电池、光催化剂和生物医药领域的研究。

结论磷钼酸是一种重要的无机化合物，具有复杂而有序的晶体结构和多种应用领域。

本文对磷钼酸的结构进行了全面详细、完整且深入的介绍，包括其化学组成、晶体结构和性质等方面。

通过对磷钼酸的研究，我们可以更好地理解其在催化反应、能源转换和材料科学等领域中的应用。

多钼酸盐化合物的合成、结构及催化性能研究多金属氧酸盐(POMs)是一类优秀的无机构筑单元,具有多样的结构,高的负电荷,强氧化还原性和酸性等独特的物理化学性质,以具有特定功能的POMs作为建筑单元设计合成新型功能性多酸材料是多酸化学发展的主要方向之一。

本论文以钼钒多酸[Mo6V2026]6-和Evans-Showell型多酸[Co2Mo10O38H4]6-作为基本建筑单元,通过稀土金属、过渡金属和有机配体修饰和桥连,合成了一系列新的化合物,通过元素分析、红外光谱、紫外-可见光谱、热重分析、X-射线粉末衍射、单晶X-射线衍射对化合物的组成和结构进行了表征,并对化合物的催化性能进行了系统研究。

主要内容分以下四部分:1.以[Mo6V2O26]6-多酸阴离子为建筑单元,与稀土离子Ln3+(Ln = La,Ce,Nd,Sm,Eu)配位组装,首次获得五例基于钼钒多酸和稀土金属的无机化合物1-5。

固体紫外漫反射光谱分析结果说明该无机化合物带隙较窄,具有半导体性质。

在羰基化合物的硅腈化反应中化合物1-5均显示了较高的催化活性,并且反应可以在无溶剂条件下进行,化合物3经过回收循环利用催化活性没有明显的降低。

在光催化降解有机染料罗丹明B的实验中化合物同样具有很高的活性。

2.以Evans-Showell型多酸阴离子为建筑单元,与稀土离子Ln3+(Ln = La,Nd)和有机配体3-(4-吡啶基)丙烯酸(4-Hpya)反应,通过改变溶液pH值,合成了四例无机-有机杂化化合物6-9。

在pH = 2.6,得到同构的化合物6和7,它们是由[Co2Mo10H4038]6-单元通过Ln3+(Ln = La,Nd)连接形成一维无机单链,质子化的4-H2pya分子通过静电作用分布在无机链周围。

将pH值调节到4.1,得到同构的化合物8和9,它们是由[Co2Mo10H4O38]6-单元和[Ln2(4-Hpya)4]6+(Ln = La,Nd)构筑成的一维双链结构。

多金属氧酸盐的结构与发展发布时间：2023-02-13T05:14:59.907Z 来源：《中国科技信息》2022年9月第17期作者：查丽英陈艺波成伟唯郑丹[导读] 多金属氧酸盐，Polyoxometalates (POMs)，是一类广泛被研究的具有离散结构的阴离子金属氧簇化合物查丽英，陈艺波，成伟唯郑丹南京师范大学泰州学院，江苏泰州 225300摘要：多金属氧酸盐，Polyoxometalates (POMs)，是一类广泛被研究的具有离散结构的阴离子金属氧簇化合物，其不仅有着美观的分子结构，同时在能量转换材料、分子催化、生物材料、非线性光学方面也得到越来越多的关注，在经济和社会发展中扮演着重要的角色。

关键词：多金属氧酸盐；材料；非线性光学随着多酸化学的发展，科学家们发现了多种分子构型结构。

该类化合物中最重要且具有代表性的结构如图1-1，这六种基本的多酸结构单元分别为：Keggin[1]、Anderson[2]、Waugh[3]、Lindqvist[4]、Silverton[5]和Dawson结构[6]。

其中Keggin多酸是被研究最为广泛。

饱和的Keggin多酸结构中的中心原子与配位原子的比例为1：12，其结构为[XM12O40]n X = BIII、SiIV、GeIV、PV、AsIII/V、SbIII、BiIII、SeIV 或者TeIV；M= VV、NbV、TaV、MoVI或者WVI)，此类结构有着很高的对称性，且具有Td对称性，这符合Pauling提出的多酸的“花篮式”构想[7]。

Keggin型结构中配原子通过三个八面体共边构成三金属氧簇(M3O13)，四个这样的三金属氧簇再以四配位形式包围在中心原子X周围。

如图1-2所示，将三金属簇旋转不同的角度可以形成五种不同的Keggin异构体(α、β、γ、δ和ε体)，如果将α体多酸的一个，两个，三个共边三金属簇旋转60度后可以分别得到β体，γ体和δ体，如果将四组三金属氧簇同时旋转60度可以得到ε体。

磷钼酸多酸1. 什么是磷钼酸？磷钼酸是一种多酸化合物，由磷和钼元素组成。

它具有较高的热稳定性和酸性，常用于化学反应和催化剂中。

磷钼酸的化学式为H3PMo12O40，它是由12个钼原子和40个氧原子组成的结构单元，其中的磷原子存在于结构的中心位置。

2. 磷钼酸的结构和性质磷钼酸的结构是由磷酸根离子（PO4）和钼酸根离子（MoO4）组成的。

这些根离子通过共享氧原子形成了结构单元。

磷钼酸的结构中还含有镍离子，它与磷酸根离子之间通过氢键相互连接。

这种结构使得磷钼酸具有较高的稳定性和活性。

磷钼酸是一种强酸，可以和碱反应生成磷酸盐和钼酸盐。

它也可以与一些金属离子形成络合物，显示出多种催化活性。

由于磷钼酸的强酸性和催化活性，它在化学反应和催化剂中得到了广泛应用。

3. 磷钼酸的应用领域3.1 催化剂磷钼酸作为一种催化剂，可以用于各种化学反应中。

它可以促进氧化和还原反应，催化重要有机化学反应，如氧化脱氢、抗癌、重氮化等。

3.2 电池材料磷钼酸还可以用作电池材料的添加剂。

它能够提高电池的导电性和充放电性能，延长电池的使用寿命。

3.3 光催化剂磷钼酸在光催化领域也有重要应用。

它可以吸收可见光和紫外光，产生带隙能量并催化光化学反应。

磷钼酸光催化剂可以用于水分解和有机废水降解等环境保护领域，有助于净化环境和节约能源。

4. 磷钼酸的制备方法4.1 实验室制备磷钼酸可以通过实验室合成得到。

一种常用的方法是将磷酸和钼酸反应生成磷钼酸。

具体的合成过程需要控制反应时间、温度和pH值等参数，以获得高纯度的磷钼酸。

4.2 工业制备除了实验室制备外，磷钼酸也可以通过工业方法大规模制备。

常用的工业制备方法是将磷酸和钼矿石经过多步反应得到磷钼酸。

这种工业制备方法可以在较短的时间内获得大量的磷钼酸，用于工业生产和应用。

5. 磷钼酸在能源领域的应用磷钼酸因其在化学反应和催化剂中的优异性能，在能源领域也有广泛的应用。

5.1 可再生能源磷钼酸可以作为催化剂用于生产氢气。

《Keggin型磷钼酸盐与磷钨酸盐的制备及吸附性能研究》篇一一、引言随着环境问题的日益突出，多金属氧酸盐（POMs）因其独特的结构和化学性质，在环境治理、催化、材料科学等领域展现出巨大的应用潜力。

Keggin型磷钼酸盐和磷钨酸盐作为POMs中的重要一员，因其优良的物理化学性质，特别是其在吸附性能方面的应用，受到了广泛的关注。

本文将重点研究Keggin型磷钼酸盐与磷钨酸盐的制备方法及其吸附性能。

二、Keggin型磷钼酸盐与磷钨酸盐的制备（一）原料选择及预处理制备Keggin型磷钼酸盐与磷钨酸盐的主要原料包括磷酸、钼酸铵或钨酸铵等。

在实验前，需要对这些原料进行纯化处理，以去除杂质，保证实验的准确性。

（二）制备方法1. 磷钼酸盐的制备：将一定比例的磷酸和钼酸铵溶液混合，在一定的温度和pH值条件下，进行反应，得到磷钼酸盐。

通过调节反应条件，可以得到不同聚合度的Keggin型磷钼酸盐。

2. 磷钨酸盐的制备：类似地，将磷酸和钨酸铵溶液混合，进行反应，得到磷钨酸盐。

同样地，通过调整反应条件，可以得到不同结构的Keggin型磷钨酸盐。

（三）产物表征制备得到的Keggin型磷钼酸盐与磷钨酸盐需要通过X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）等手段进行表征，以确定其结构和纯度。

三、吸附性能研究（一）吸附实验方法以某种污染物（如重金属离子、有机染料等）为研究对象，进行吸附实验。

将Keggin型磷钼酸盐与磷钨酸盐加入含有污染物的溶液中，观察并记录吸附过程，测定吸附前后的污染物浓度。

（二）吸附性能评价通过比较吸附前后的污染物浓度，计算吸附剂的吸附量及吸附效率。

同时，考察不同因素（如温度、pH值、吸附剂用量等）对吸附性能的影响，以评价Keggin型磷钼酸盐与磷钨酸盐的吸附性能。

（三）吸附机理探讨通过分析吸附前后的吸附剂结构变化、溶液中离子的变化等，探讨Keggin型磷钼酸盐与磷钨酸盐的吸附机理。

四、结论通过对Keggin型磷钼酸盐与磷钨酸盐的制备及吸附性能的研究，我们发现这两种材料具有良好的吸附性能，对某些污染物具有较高的吸附效率和较好的稳定性。

多金属氧酸盐材料的设计与应用研究多金属氧酸盐材料，是当前材料领域的研究热点之一，它具有多种优异的物理化学性质，在能量存储、光催化、气敏等领域有着广泛的应用前景。

本文将重点探讨它的设计和应用研究。

一、多金属氧酸盐材料的设计1.合成方法多金属氧酸盐材料的合成方法多种多样，例如溶剂热法、反应结晶法、溶液注射法等。

其中溶剂热法得到的多金属氧酸盐晶体形态较为规整，因为反应在高温下发生，可以使得反应物更好地扩散和溶解，同时生成的晶体结晶度也有所提高。

溶液注射法则是通过高速搅拌使两种反应物形成乳液状混合物，接着通过注射器进行连续剪切，使混合物沿注射器孔道流动，反应在注射器孔道内完成，形成特殊形态的多金属氧酸盐材料，这种方法的优势在于产物形态可控制性较高。

2.结构设计多金属氧酸盐材料的结构设计包括两方面的内容。

一方面，是多金属氧酸盐材料内部的结构设计，也即不同金属离子的组合方式。

这种设计可以通过调整合成条件，例如反应温度、反应时间等，达到理想的结构设计效果；另一方面，是多金属氧酸盐材料的外部结构设计，例如掺杂不同的离子或分子等，改变其表面形态，增强多金属氧酸盐材料的功能性。

二、多金属氧酸盐材料的应用研究1.能量存储在能量存储方面，多金属氧酸盐材料的应用包括电容器、电化学储氢、锂离子电池、钠离子电池等。

其中，电容器是一种可重复充放电的电子储能元件，其工作原理主要是利用电极表面与电解质之间的双重电层容效应将电荷存储在电容器中。

多金属氧酸盐材料在电容器领域广泛应用。

有研究表明，制备的多金属氧酸盐材料具有优异的电容性能，包括较高的比电容，长循环寿命和较低的内阻等。

2.光催化多金属氧酸盐材料的催化性质在光催化方面具有潜力。

它可以利用阳极氧化等方法进行修饰，增加其催化性能，进而提高材料的光催化分解能力。

研究表明，多金属氧酸盐材料的光催化分解性能，主要取决于多金属氧酸盐材料的化学组成、物理结构和表面形貌等因素。

3.气敏多金属氧酸盐材料在气敏传感方面也是一种具有优异性能的材料。

多酸结构类型综述多金属氧酸盐，英文名为Polyoxometalates，简称POMs，是一类由高价态的前过渡金属离子(主要指V、Nb、Ta、Mo、W)和氧连接组成的多金属氧簇化合物。

多金属氧酸盐化学至今已有一百七十多年的历史，是无机化学中的一个重要的研究领域。

早期的多酸化学认为多酸是由两个或两个以上的无机含氧酸根阴离子脱水缩合得到的一类化合物，根据组成不同可以分为同多酸和杂多酸。

其中，同种类的含氧酸根离子缩合形成同多阴离子，其酸为同多酸；不同种类的含氧酸根离子缩合形成杂多酸阴离子，其酸为杂多酸。

它们是多金属氧酸盐化学的两大组成部分。

一、多金属氧酸盐的六种经典结构类型多金属氧酸盐有六种经典结构类型，包括Keggin结构、Dawson结构、Anderson结构、Waugh结构、Silverton结构和Lindquist结构。

其中，Lindquist 结构是一种最重要的同多阴离子结构类型，其它五种均为杂多阴离子的结构类型。

1)Keggin结构Keggin结构杂多阴离子的通式可表示为[XM12O40]n-(X = P，Si，Ge，As，M = Mo，W，V)，该结构由12个MO6八面体围绕着中心XO4四面体构成，整个结构具有Td对称性。

结构中共有四组三金属簇M3O13，它们之间以及与中心四面体之间都是共角相连。

我们知道，由钼和磷组成的多金属氧酸盐是多酸化学的重要组成部分，也是近年研究热点之一。

而由钼磷组成的多金属氧酸盐主要有5种结构类型，即[PMo12O40]4-Keggin结构、[P2Mo18O62]6-Dawson结构、[P2Mo5O23]6-、[P4Mo6O34]12-、[P6Mo18O73]12-等，含有四面体杂原子的Keggin结构杂多酸及其盐稳定性高，因容易制备而得到深入地研究和应用开发。

先分析[PMo12O40]4-Keggin结构如下：2) Dawson 结构从结构的观点上来看，Dawson 结构是由两个Keggin 多阴离子缩合衍生而来的。