铌氧簇稀土衍生物的控制合成、结构及光学性质研究

由于铌元素的化学惰性及铌氧簇的稳定存在条件，铌氧簇稀土衍生物至今尚无报道。铌氧簇在多个领域具有重要应用前景并具有光学活性，而稀土具有优良的荧光性质，二者的结合有望强化其光学活性并生成具有特殊功能性的新型化合物。本项目将探索制备新型铌氧簇的方法，并以铌氧簇为原料，使其阴离子与稀土阳离子反应制备铌氧簇稀土衍生物，探索化合物的制备条件；研究该类化合物的光学性质，以期得到具有优良光学性质的铌氧簇化合物；研究化合物结构、组成和性质的相关性，以期发现影响其性质的关键因素；通过调整化合物的组成和结构，优化化合物光学性能，以期得到具有应用前景的化合物。由于铌化合物研究报道较少，人们对铌化合物反应活性及分子内的键合模式还了解不够，在该领域开展研究工作，不仅有可能研制出具有重要应用前景的化合物，还可以丰富铌化合物的结构类型，拓宽铌化合物的研究领域，为铌化学的发展提供知识积累和技术储备，具有重要的理论意义。

制备了一个以铌簇Nb7O22阴离子为构筑块的结构新颖的化合物[Co14(OH)16(H2O)8Nb36O106]20–，并对其结构进行了系统的表征，研究了化合物的磁性和催化光解水性质。. 首次合成了基于三缺位Keggin结构的二核铌夹心化合物，确定了化合物的结构，该阴离子由两个{SiW9}阴离子、两个六配位NbO6八面体和一个钾离子构成，两个铌离子和一个钾离子位于两个三缺位阴离子的中间。化合物能有效催化光降解罗丹明B。.合成了分子组成为KNa[M(en)3]2[(HNb6O19)M(en)]214H2O (M=Cr, Co, Fe)的化合物。结构分析表明，化合物由两个Lindqvst结构Nb6O19阴离子和两个过渡金属配离子构成，过渡金属离子与Nb6O19阴离子中位于同一面的三个桥氧原子和一个乙二胺分子的两个氮原子配位，同时还与另一个Lindqvst结构阴离子中的一个端氧配位，形成二聚结构。. 合成了组成为[P2W12Nb(O2)4O56]220铌取代Dawson结构二聚阴离子。该阴离子由两个[P2W12Nb(O2)6O56]12阴离子通过二聚构成， [P2W12Nb(O2)6O56]12阴离子中的两个Nb(O)2双氧和另一个阴离子中的两Nb(O)2双氧在酸性条件下缩合，形成二聚[P2W12Nb(O2)4O56]220阴离子，研究了铌取代二聚阴离子的催化光解水性质。. 合成了组成为[(Nb4O6)(P2W12Nb6O61)4]32铌取代Dawson结构四聚阴离子，确定了化合物的结构，该化合物阴离子由四个[P2W12Nb6O62]12阴离子和一个四铌氧簇(Nb4O6)构成，两个[P2W12Nb6O62]12通过NbONb键相连形成二聚体，两个二聚体再通过一个四铌氧簇(Nb4O6)基团相连构成四聚[(Nb4O6)(P2W12Nb6O61)4]32阴离子，研究了化合物的催化光解水性质。. 制备了以二聚和四聚铌取代Dawson阴离子为构筑块稀土衍生物, 结构分析表明，该类化合物存在丰富的结构类型，一些化合物表现出良好的催化光解水活性。.研究结果表明，该类化合物的形成对酸度非常敏感，酸度的轻微改变就能导致化合物结构的变化。