二聚鋯取代的多金屬氧酸鹽的合成及表征

2016-12-24 06:24:16王艷玲郭洪玲李智陳前赫

高師理科學刊 2016年6期

王艷玲，郭洪玲，李智，陳前赫

（黑龍江工業學院環境工程系，黑龍江雞西158100）

二聚鋯取代的多金屬氧酸鹽的合成及表征

王艷玲，郭洪玲，李智，陳前赫

（黑龍江工業學院環境工程系，黑龍江雞西158100）

建立了合成多金屬氧酸鹽K10［Zr4O2（OH）2（H2O）4（β-SiW10O37）2］·22H2O的最優條件，并用IR光譜分析法和紫外光譜分析法對合成的產物進行表征，證明合成產物即為目標產物，結果較為理想.

多金屬氧酸鹽；合成；表征

多金屬氧酸鹽（簡寫為POMs）通常稱為多酸.根據其組成不同分為同多和雜多金屬氧酸鹽兩大類.多金屬氧酸鹽無論在溶液中還是在固態時都保持一致的分子結構，使得多酸的研究工作十分活躍［1-2］.因此合成含鋯雜多酸有著重要的實用意義.

1 實驗部分

1.1 合成（1）K8［β-SiW11O39］·14H2O（a）的合成［3］.在室溫條件下，將2.2 g Na2SiO3溶于20 mL蒸餾水中備用，將36.4 g Na2WO4·2H2O溶于60 mL蒸餾水中，再逐滴加入4 mol/L鹽酸溶液33 mL，此過程持續10 min，并劇烈攪拌后，將配置好的Na2SiO3溶液倒入其中，再加4 mol/L的鹽酸溶液8～10 mL，使pH值保持在5～6之間100 min，然后加入18 g KCl輕輕攪拌15 min，抽濾得產品.將產品溶于170 mL蒸餾水，將不溶物迅速過濾，再加上16 g KCl得純品，用2 mol/L KCl溶液洗滌產品，最后晾干.（2）K8［γ-SiW10O36］·12H2O（b）的合成［4］.將合成的（a）先稱量15 g溶于150 mL蒸餾水中，過濾不溶雜質，用K2CO3調節溶液將pH值迅速調節到8.7～8.9，并保持16 min后，加入40 g KCl，輕攪10 min，并保持pH=8.8，抽濾后置于空氣中晾干.（3）聚陰離子［Zr4O2（OH）2（H2O）4（β-SiW10O37）2］10-（c）的合成.將20 mL蒸餾水中加入1 mol/L的乙酸調節pH為4.8.然后加入0.76 g KCl充分溶解，再加入511 mg ZrOCl2·8H2O，隨后加入539 mg K8［γ-SiW10O36］·12H2O，使溶液在50 ℃的水浴中充分攪拌30 min，最后冷卻到室溫并過濾，將溶劑蒸發后，室溫條件下結晶出K10［Zr4O2（OH）2（H2O）4（β-SiW10O37）2］·22H2O晶體.

1.2 IR光譜分析化合物（b）的紅外光譜見圖1.由圖1可見，化合物（b）的特征峰在990，947，807，526 cm-1處，分別歸屬于υas（W-Od），υas（Si-Oa），υas（W-Ob-W），υas（W-Oc-W）的特征吸收.化合物（c）的紅外光譜見圖2.由圖2可見，化合物（c）的特征峰在966，902，789，517 cm-1處，分別歸屬于υa（sW-Od），υa（sSi-Oa），υa（sW-Ob-W），υa（sW-Oc-W）的特征吸收.通過比較，化合物（c）與母體化合物（b）的紅外光譜圖基本吻合，說明化合物（c）仍保留類似化合物（b）的Keggin型多金屬氧酸的基本骨架.

1.3 紫外光譜分析化合物（b）的紫外光譜見圖3.由圖3可見，化合物（b）的特征峰在212，260 nm處，分別歸屬于Od→W；Ob，Oc→W的電荷躍遷.化合物（c）的紫外光譜見圖4.由圖4可見，化合物（c）的特征峰在210，258 nm處，分別歸屬于Od→W；Ob，Oc→W的電荷躍遷.通過比較，化合物（c）與母體化合物（b）的紫外光譜基本吻合，這說明化合物（c）中仍保持著母體（b）的雜多酸基本骨架.