三例同構稀土/鎢氧簇化合物二維紅外相關光譜研究

潘英民, 陳義平,2*, 石 林, 龔智慧, 畢文超， 孫燕瓊

1. 福州大學化學學院， 福建 福州 350108 2. 中國科學院福建物質結構研究所國家重點實驗室， 福建 福州 350002

引 言

多酸化合物(polyoxometalates, POMs)是一類重要的金屬-氧簇化合物， 通常為前過渡金屬在其高氧化態與氧橋聯組成[1]。 缺位鎢多酸作為一類特殊多酸化合物， 因其表面富氧， 配位模式多樣， 可以被過渡金屬(TM)或鑭系金屬(Ln)取代， 自組裝出結構多樣的鎢氧簇, 鎢氧簇在催化， 電化學， 材料科學， 生物醫藥等領域具有廣闊應用潛力[2-7]。

二維紅外相關光譜自1989年Isao Noda提出以來， 在食品安全分析， 中草藥成分鑒定， 材料結構性能研究等方面得到廣泛應用[8-9]。 由于二維紅外光譜所使用的光源能量較高， 所能檢測的時間間隔小， 相對二維紅外光譜的時間分辨率較高， 達到了飛秒級別[10]。 因此， 二維紅外光譜還可以用于精細測定分子結構， 氫鍵， 以及異構體的區分等[11-13]。 在該領域， 本課題組開展了一定探索， 總結了二維相關光譜的規律， 指出磁性粒子相連的官能團的振動對磁微擾下二維相關光譜響應很敏感， 與氫鍵相連的振動對熱微擾下二維相關光譜響應很敏感。

研究中利用缺位的鎢酸鹽前體Na10[α-SiW9SiO34]·19H2O， 成功合成了三例同構稀土取代鎢氧簇(H2en)2{SiW11O39Ln(H2O)2}·(H3O)·6H2O[Ln=Ce(1), Pr(2), Nd(3)]。 這三個化合物簇骨架一致， 僅有取代的Ln離子不同， 對于這種簇陰離子構型相同， 離子不同的二維紅外相關光譜研究還未見報道， 本工作通過二維紅外相關光譜比較不同稀土離子對同構的POMs化學鍵的影響， 以進一步豐富二維紅外相關光譜理論。……