摘要: 过渡金属元素具有不同于主族元素的电子构型，使得过渡金属化合物具有特殊的光、电、磁学性质。过渡金属配位化合物及过渡金属氧化物在光催化、电催化、吸附等领域有着广泛的应用。合成新的过渡金属化合物，并研究其性质和应用对新材料的设计开发有着... 展开 过渡金属元素具有不同于主族元素的电子构型，使得过渡金属化合物具有特殊的光、电、磁学性质。过渡金属配位化合物及过渡金属氧化物在光催化、电催化、吸附等领域有着广泛的应用。合成新的过渡金属化合物，并研究其性质和应用对新材料的设计开发有着重要的意义。本论文主要包括以下内容: (i)选择羧酸类配体4-羧基肉桂酸(H2cca)或对苯丙二烯酸(H2pda)和氮杂环类配体4，4'-联吡啶(4，4'-bipy)或1，10'-邻菲罗啉(1，10'-phen)，利用水热法，与过渡金属离子在不同实验条件下反应，合成了3个具有三维结构的混合配体配位聚合物[Cu(cca)(4,4'-bipy)]n(1)、[Co3(pda)3(1,10'-phen)2]n(2)和[Co(pda)(1,10'-phen)]n(3)。采用单晶X-射线衍射对其结构进行了表征，结果表明配合物1呈α-Po拓扑结构;配合物2存在Co3单元，形成三维结构，呈α-Po拓扑结构;配合物3是由一维棒状次级建筑单元组成的三维结构，呈bcu拓扑结构。研究了配合物2对罗丹明B的光催化降解活性，发现其在紫外光下具有较好光催化性能，在300min内降解了71％的罗丹明B。 (ii)从RhCl3和1，2-萘醌-1-肟(1-nqoH)出发，以4-乙烯基吡啶(4-vpy)为辅助配合，合成了3个铑配位化合物Rh(vpy)2(1-nqo)Cl2(4)、Rh(vpy)(1-nqo)2Cl(5)和Rh(1-nqo)3(6)，采用单晶X-射线衍射、二维相关核磁氢谱(1H-1H COSY NMR)和快原子轰击质谱(FAB-MS)等方法对物质结构进行了表征。 (iii)合成了过渡金属配合物修饰的Keggin结构多金属氧酸盐纳米粒子(NiPW12NP)，并将其与羧酸功能化的还原石墨烯进行复合，制备了多金属氧酸盐/石墨烯复合材料(NiPW12NP/FrGO)，对其进行了表征，并且研究了其对四环素的吸附性能。研究结果表明，两者之间的强化学键可以提高复合材料的稳定性，且NiPW12NP/FrGO对四环素表现出良好的吸附性能，吸附容量为288.28mg/g。 (iv)以壳聚糖和磷钨杂多酸(H3PW12O40)为前驱体，制备了粒径为10～15nm含大量氧空位的WO3-x与氮掺杂介孔碳的复合材料(WO3-x@NC，0＜x＜1)。WO3-x@NC对析氢和析氧反应都有良好的催化作用，分别仅需61和306mV的过电位即达到10mA/cm2电流密度。以其为阴阳两极催化剂进行水电解反应时，仅需1.6V的电压即可达10mA/cm2电流密度。WO3-x@NC还可有效催化对硝基苯酚的还原反应。 (v)采用恒电位法，进行二氧化铈(CeO2)和聚苯胺(PANI)在石墨箔基底上的电化学共沉积，制备了CeO2/PANI复合膜。利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观测了CeO2/PANI复合膜的形貌和结构，利用红外光谱(FT-IR)研究了CeO2/PANI复合膜的组成。研究了电化学沉积条件对CeO2/PANI复合膜形貌的影响，发现在1.1Vvs.SCE进行CeO2与PANI的电化学共沉积时，CeO2/PANI以“羊角”形貌存在，而0.8Vvs.SCE电化学沉积的复合膜则以纳米颗粒形式存在。“羊角”形的CeO2/PANI在复合膜上形成很多底部宽大、上部稍窄的楔形空间，有利于客体粒子进入复合膜深处与活性组分充分接触而发生相互作用。 收起