Keggin型杂多酸银的合成、结构及性质表征

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本文分别用钨磷酸钠、钛取代钨磷酸钾与醋酸银的离子交换反应,合成了两个难溶的Keggin型杂多酸银(化合物1和2)。化合物1是钨磷酸银(分子式为Ag3PW12O40·13H2O),通过ICP分析和热重分析确定了其组成,通过红外光谱和固体漫反射光谱表征了其性质;化合物2是钛取代钨磷酸银(分子式为Ag4H3PTi2W10O40·16H2O),通过X射线单晶衍射分析确定了其晶体结构,通过ICP分析和热重分析确定了其组成,通过红外光谱和固体漫反射光谱表征了其性质。化合物2的晶体结构包含一个[H3PTi2W10O40]4-多阴离子、4个Ag+阳离子和16个H2O分子。化合物2的Ag+均为六配位,每个Ag+同时与三个多阴离子上的两个端氧原子和四个桥氧原子配位形成{AgO6}单元,将[H3PTi2W10O40]4-多阴离子连接成沿ab平面的二维层,这些二维层又进一步通过{AgO6}扩展成三维的网络结构。另外,化合物1和2的固体漫反射测试表明,杂多酸盐在形成银盐以后,吸收带明显地向可见光区移动,为其在可见光催化方面的应用提供了可能。化合物1和2都是难溶于水的多金属氧酸盐,所以我们利用分光光度法分别测量了化合物1和2的饱和溶液(25oC)中的银离子浓度,计算得出化合物1和化合物2的溶度积常数分别为1.92×10-10和7.22×10-12,并利用所得的溶度积常数和Nernst方程计算得出Ag3PW12O40/Ag和Ag4H3PTi2W10O40/Ag的标准电极电势分别为0.6079V和0.6345V。计算得到的溶度积常数和标准电极电势可以作为进一步研究此类化合物的物理化学性质及相关应用的理论依据。
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