基于SiW12O4-40,Cu2+和席夫堿的質子導體及其復合材料的合成和質子導電性能.pdf

1、由于潛在的應用和固有的美學價值，超分子組裝體的構建已經(jīng)在很多領域得到快速發(fā)展，例如配位化學，晶體工程和材料科學和無機化學等，而這些超分子組裝體是一些有機/無機分子建筑模塊。多金屬氧酸鹽(POMs)作為一種獨一無二的金屬氧簇，有很多的性質和應用，在超分子化合物的構建中，它是一類具有優(yōu)秀功能的無機構建模塊。依靠結構，元素成分及中和反應可以改進POMs的性質，另外，將有機取代基固定在POMs的表面有可能調節(jié)最終產(chǎn)物的電子特性，如溶解度，質子導

2、電性等。
　　在本論文中，我們利用鄰香草醛縮水合聯(lián)氨席夫堿(L)、Keggin型雜多陰離子(SiW12O404-)和金屬離子（Cu2+)的自組裝成功地合成了一個新型質子導體（化合物1）:{[Cu3(L)2(H2O)4][Cu(DMF)4(SiW12O40)]·9H2O}n（L=鄰香草醛縮水合聯(lián)氨席夫堿）。X-射線單晶結構分析表明它是三斜晶系，屬Pī空間群;紅外光譜顯示了配體L和雜多陰離子的特征峰;等溫水蒸汽吸附測試表明它們在相對濕

3、度為98％的環(huán)境中有一定的吸水能力;熱重分析結果表明當溫度在100℃以下時，化合物1的結構未發(fā)生變化;電化學交流阻抗測試表明在相對濕度為35-98％范圍內(nèi)、溫度為100℃時它能達到良好的電導率(10-4～10-3S·cm-1)，其活化能為0.32eV;X-射線粉末衍射分析表明在阻抗測量前后樣品的晶體結構未發(fā)生變化。
　　其次，以硅膠和SBA-15等特殊材料為主體材料與化合物1摻雜得到兩種復合材料1-SG和1-SBA-15。用紅外分

4、析，X-射線粉末衍射分析，等溫水蒸汽吸附，熱重分析和質子導電率等對這兩種復合材料進行了表征和測試。紅外光譜驗證了化合物1和主體材料同時存在復合材料中;等溫水蒸汽吸附測試表明在潮濕的環(huán)境中它們有較強的水蒸汽吸附能力;熱重分析結果表明當溫度達到100℃時，復合材料有大量水份損失;交流阻抗測試表明它們在100℃時具有優(yōu)異的導電性;X-射線粉末衍射分析表明它們的結構在電導率測量前后并沒有發(fā)生變化。
　　另外，我們還選擇質子導電性優(yōu)良的Ke

5、ggin型雜多酸(H3PMo12O40·6H2O和H3PW12O40·6H2O)和配體N-氧化吡啶-4-甲酸(HINO，異煙酸氮氧化物)為原料，在室溫條件下的水/乙腈混合溶液中經(jīng)過分子單元的自組裝成功得到兩個新型的質子導體材料，即化合物2{[H3(H2O)11](HINO)4(PMo12O40)}n和化合物3{[H3(H2O)11](HINO)4(PW12O40)}n，同時，利用溶膠-凝膠法分別制得它們不同比例的硅膠復合材料，2-SG1