基于[Mo3O10]2-的化合物的研究進展

李生玲，李 爽

(吉林北沙制藥有限公司，吉林 132101 )

1 前言

多金屬氧酸鹽，又可稱之為多酸( POMs) ，它是由前過渡金屬元素(Mo，W，V，Nb，Ta等)通過氧縮聚而成的金屬氧簇類化合物[1。因為多酸表面有較多的氧使得多酸具有較強的氧化還原性能。同時，多酸可以作為無機配體與金屬通過配位鍵的形式配位，也可以直接與有機分子以氫鍵作用形成超分子化合物。由于這類化合物不僅具有新穎的結構，而且具有較高的催化活性、光致變色性、非線性光學以及抗病毒活性等性能，因而具有廣闊的應用前景。多鉬酸鹽的研究已經引起了越來越多人的關注，這類化合物的合成和研究在多酸領域中不僅一直占有非常重要的位置，并且也顯示出其較大的發展潛力[2。目前已報道的多鉬酸的類型有Mo2、Mo5、Mo7、Mo8、Mo9、Mo12等。已經有一些文獻報道了基于[Mo3O10]2-的化合物，這類化合物表現出了新穎的結構，以及優異的性能。然而很少有文章對[Mo3O10]2-化合物進行總結。本文將從[Mo3O10]2-化合物的結構分類、應用性質等方面進行概括和總結，并對它的發展前景進行了展望。

2 結構分類

圖1 四種[Mo3O10]2-類型

至今為止，現在已經報道的基于[Mo3O10]2-的化合物，根據[Mo3O10]2-鏈的結構不同可將[Mo3O10]2-歸納為四種類型(如圖1所示)：(1)第一種類型中[Mo3O10]2-鏈的基本單元包含三個略微扭曲的八面體幾何構型的[MoO6]，它們共用一個頂點，并且兩兩共邊(圖1a)；(2)第二種類型也是由三個略微扭曲的八面體 [MoO6]構成其基本單元，這三個[MoO6]八面體也是共用一個頂點，但是有兩個[MoO6]是共用一個面的，中間位置的[MoO6]再與第三個[MoO6]共用一個邊(圖1b)；(3)第三種類型[Mo3O10]2-的基本單元中包含是一個略微扭曲的八面體[MoO6]，和兩個五配位的金字塔型，[MoO6]與兩個[MoO5]也是共用一個頂點，但是[MoO6]只與一個[MoO5]共用一個邊，這個[MoO5]再與第二個[MoO5]共用一個邊(圖1c)；(4)第四種類型[Mo3O10]2-的基本單元中包含是三個五配位的金字塔型[MoO5]，其中兩個[MoO5]共用一個邊，第二個[MoO5]與第三個[MoO5]共用一個頂點(圖1d)。本文對部分已經報道的含[Mo3O10]2-結構的化合物進行了分類歸納(如表1所示)。

表1 含[Mo3O10]2-結構的化合物

3 性能

基于[Mo3O10]2-的化合物不僅結構具有多樣性，而且還具有電化學、導電性、光學特性、磁性、光催化等多種性質，這些性能的發現也讓越來越多的研究者對此類化合物越來越感興趣。

3.1 電化學性質

電化學現已成為化學的重要分支之一，越來越多的人關注于它，其在材料、醫學、能源、環境科學等領域都獲得了廣泛的應用。通常都是用循環伏安法作為電化學測試的一種手段，化合物1通過此種手段得出的循環伏安譜圖為：其在電壓0.7□-0.4V范圍內，有3對氧化還原反應的峰，峰1為0.05V(Ⅰ)，峰2為0.24V(Ⅱ)，峰3為0.42V(Ⅲ)，可以把它們歸為3個兩電子鎢氧體系氧化還原[1]。

3.2 導電性能

目前關于含[Mo3O10]2-結構化合物的導電性能研究的報道還比較少，在化合物8中體現出了這一性能，化合物5的單晶沿c軸方向的電導率約為4.3 ～8 s cm-1。在該化合物中，電流沿c軸通過{MoO6}八面體鏈，其中銅原子并不參與導電，僅有鉬氧鏈具有導電性能，而與之平行的銅-吡啶鏈是絕緣的，這一性質的發現大大激發了我們對此結構的研究興趣，因為它可能會在將來的應用上提供無限種可能[5]。

3.3 光學特性

在光學特性方面，化合物10，11則表現出含[Mo3O10]2-結構的化合物具有光致變色的特性，在UV激發下(254 nm)， 化合物11的顏色隨著輻照時間的增加由白色逐漸轉變為棕色，該著色是由于UV誘導Mo6+還原為Mo5+陽離子。化合物10在相似的UV照射下，隨著輻照時間的延長，樣品顏色逐漸由淡黃色變為深灰色，該著色可歸因于其存在光還原的Mo5+陽離子[3]。

3.4 其他性能

含[Mo3O10]2-結構的化合物除了上述介紹的幾種性能外，還有磁性、光催化性能等，其中關于磁性的報道比較少，在化合物3中表現出了反鐵磁性的作用特點，通過磁化率的測定，其在室溫下的χMT值是0.44 cm3K mol-1；在催化活性方面，在化合物10存在下，約80%的RhB在可見光下照射4h后分解，而在N-P25存在下，只有50%的RhB分解。在相同條件下，約97%的RhB通過化合物11進行分解。這顯然表明化合物10和11的光催化作用均高于N-P25的光催化活性[3-4]。

4 展望

含[Mo3O10]2-結構的這類化合物，因其具有電化學、導電性、光學特性、磁性、光催化等多種性能，吸引了越來越多研究者的關注，但其仍處在初級階段，仍需要進一步的探索和研究，在以后的研究中我們要多傾向于這些性質的應用上，比如說利用其電化學性質做電池，利用其導電性能做半導體材料，利用其光學特性處理一些影像學的難題等等。