CN110078773A - 一种基于芳香族有机配体的Ge-V-O化合物 - Google Patents

一种基于芳香族有机配体的Ge-V-O化合物 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于芳香族有机配体的Ge‑V‑O化合物,其为由Phen作为芳香族有机配体制备Ge‑V‑O化合物;所述Ge‑V‑O化合物为分子式为[H8Ge8V12O48Cd2(Phen)2(H2O)][Cd(Phen)(en)]2·12.5H2O的化合物1,或者为分子式为[H7Ge8V12O48Cd2(Phen)2(H2O)][Cd(DETA)]2[Cd(DETA)2]0.5·10H2O的化合物2,或者为分子式为{[Ge6V15O48(H2O)][Cd(μ2‑en)2]3[Cd(μ2‑en)(μ1‑en)(μ2‑en)Cd]}[Cd(en)3]·5H2O的化合物3。本发明提供了一种对有机染料的催化效率高、清洗效果好的基于芳香族有机配体的Ge‑V‑O化合物。

Description

一种基于芳香族有机配体的Ge-V-O化合物
技术领域
本发明涉及Ge-V-O化合物的制备及应用技术领域。更具体地说,本发明涉及一种基于芳香族有机配体的Ge-V-O化合物。
背景技术
将杂原子引入到多金属氧酸盐(POM)框架中,极大地丰富了POM的结构,由于在磁性、催化、医学和电化学领域等广泛的应用,使得制备新的杂多金属氧酸盐具有非常重要的意义。钒由于其灵活的配位模式以及各种多变的化学价态而被广泛关注。过去几年中,通过将第15族元素(AsIII/SbIII)引入{V18O42}簇壳中,在聚氧钒酸盐的合成中已经取得了显着的进展。使得我们专注于钒酸盐和次过渡金属取代的As-V-O簇,Ge-V-O簇及Sb-V-O簇的制备。
在2003年,A.J.Jacobson等人,A.Clearfield等人和Lin等人分别报道了一系列Ge-V-O化合物的制备,然后W.Bensch等人在2006年,2010年和2013年报道了几种Ge-V-O化合物。最近,Yang et al。报道了几种次过渡金属取代的Ge-V-O簇的合成[158]。然而,与钒酸盐相比,砷钒酸盐的数量仍然太小,特别是次生金属取代的Ge-V-O簇,合成新的锗钒酸盐仍然是一个巨大的挑战。
发明内容
本发明的目的是提供一种对有机染料的催化效率高、清洗效果好的基于芳香族有机配体的Ge-V-O化合物。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种基于芳香族有机配体的Ge-V-O化合物,
其为由Phen作为芳香族有机配体制备Ge-V-O化合物;所述Ge-V-O化合物为分子式为[H8Ge8V12O48Cd2(Phen)2(H2O)][Cd(Phen)(en)]2·12.5H2O的化合物1,或者为分子式为[H7Ge8V12O48Cd2(Phen)2(H2O)][Cd(DETA)]2[Cd(DETA)2]0.5·10H2O的化合物2,或者为分子式为{[Ge6V15O48(H2O)][Cd(μ2-en)2]3[Cd(μ2-en)(μ1-en)(μ2-en)Cd]}[Cd(en)3]·5H2O的化合物3。
所述化合物1的制备方法为:
将质量份数为0.06的浓度为0.3mM五氧化二钒、质量份数为0.07的浓度为0.7mM二氧化锗和质量份数为0.1的质量浓度为25%四甲基氢氧化铵混合后,加入质量份数为3的超纯水中,搅拌后加入质量份数为0.06的浓度为0.3mM氯化镉、质量份数为0.07的浓度为0.3mM邻二氮菲和质量份数为0.05的浓度为0.3mM 2,2’-联吡啶得到混合液1,将混合液1用乙二胺调节pH至9.5,搅拌,然后将混合液1加热170℃持续5天,结晶析出晶体,即为化合物1。
所述化合物2的制备方法为:
将质量份数为0.07且浓度为0.3mM五氧化二钒、质量份数为0.07且浓度为0.7mM二氧化锗和质量份数为0.2且浓度为0.1mM四甲基氢氧化铵,加入至质量份数为3的超纯水,搅拌均匀后加入质量份数为0.2且浓度为1mM氯化镉和质量份数为0.07且浓度为0.3mM邻二氮菲,搅拌后得到混合液2,将混合液2加热170℃持续5天,结晶析出晶体,即为化合物2。
所述化合物3的制备方法为:
将质量份数为0.1且浓度为1mM二氧化锗、质量份数为0.23且浓度为2mM偏钒酸铵、质量份数为0.18且浓度为1mM氯化镉加入到质量份数为6的乙二胺中,搅拌后,加入质量份数为0.07且浓度为1mM邻二氮菲,搅拌均匀后得到混合物3,将混合物3用二乙烯三胺调节pH到9.5,搅拌后将混合物3加热170℃持续5天,结晶析出晶体,即为化合物3。
所述的Ge-V-O化合物作为光催化材料降解有机染料的应用。
所述的Ge-V-O化合物作为金属清洗剂的添加剂的应用。
本发明至少包括以下有益效果:
本发明提供了一种一种基于芳香族有机配体的Ge-V-O化合物,其为由Phen作为芳香族有机配体制备Ge-V-O化合物;所述Ge-V-O化合物为分子式为[H8Ge8V12O48Cd2(Phen)2(H2O)][Cd(Phen)(en)]2·12.5H2O的化合物1,或者为分子式为[H7Ge8V12O48Cd2(Phen)2(H2O)][Cd(DETA)]2[Cd(DETA)2]0.5·10H2O的化合物2,或者为分子式为{[Ge6V15O48(H2O)][Cd(μ2-en)2]3[Cd(μ2-en)(μ1-en)(μ2-en)Cd]}[Cd(en)3]·5H2O的化合物3,上述三种化合物对有机染料好的降解效果,且能够作为清洗剂的添加剂,提高清洗剂的清洗能力。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的化合物一中的Ge-V-O簇和二聚体图;
图2为本发明的Hirshfeld-表面为H8Cd2Ge8V12簇的二聚体,沿化合物一中的(a)、(b)和(c)方向观察图;
图3为本发明的Hirshfeld-表面为化合物一中的三种水簇图;
图4本发明所述化合物一的XRD图;
图5本发明所述化合物一的紫外光谱图;
图6本发明所述化合物一的红外光谱图;
图7本发明所述化合物一的ESR光谱图;
图8Ge-V-O簇和[Cd2(DETA)2O2]形成的1-D链结构图;
图9为本发明的Hirshfeld-表面为化合物二中的两种类型的水簇;
图10为本发明所述化合物二的XRD图;
图11本发明所述化合物二的紫外光谱图;
图12本发明所述化合物二的红外光谱图;
图13本发明所述化合物二的ESR光谱图;
图14本发明所述化合物三中Cd的不对称单元和配位环境;
图15本发明TMC和Ge6V15簇连接成一种新型的三维骨架结构;
图16本发明的Hirshfeld-表面为化合物三dnorm中的两种水簇;
图17本发明所述化合物三的XRD图;
图18本发明所述化合物三的紫外光谱图;
图19本发明所述化合物三的红外光谱图;
图20本发明所述化合物三的ESR光谱图;
图21为本发明所述化合物一对罗丹明B的降解效果图;
图22为本发明所述化合物二对罗丹明B的降解效果图;
图23为本发明所述化合物三对罗丹明B的降解效果图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是,下述实施方案中所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法,所述试剂和材料,如无特殊说明,均可从商业途径获得;在本发明的描述中,术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-23所示,本发明提供一种基于芳香族有机配体的Ge-V-O化合物,
其为由Phen作为芳香族有机配体制备Ge-V-O化合物;所述Ge-V-O化合物为分子式为[H8Ge8V12O48Cd2(Phen)2(H2O)][Cd(Phen)(en)]2·12.5H2O的化合物1,或者为分子式为[H7Ge8V12O48Cd2(Phen)2(H2O)][Cd(DETA)]2[Cd(DETA)2]0.5·10H2O的化合物2,或者为分子式为{[Ge6V15O48(H2O)][Cd(μ2-en)2]3[Cd(μ2-en)(μ1-en)(μ2-en)Cd]}[Cd(en)3]·5H2O的化合物3。
本发明的mM指的是mmol/L。
实施例1:化合物一的制备:
将质量为0.06g的浓度为0.3mM五氧化二钒、质量为0.07g的浓度为0.7mM二氧化锗和质量为0.1g的质量浓度为25%四甲基氢氧化铵水溶液混合后,加入质量为3g的超纯水中,搅拌后加入质量为0.06g的浓度为0.3mM氯化镉、质量为0.07g的浓度为0.3mM邻二氮菲和质量为0.05g的浓度为0.3mM 2,2’-联吡啶得到混合液1,将混合液1用乙二胺调节pH至9.5,搅拌,然后将混合液1放入反应釜中加热170℃持续5天,结晶析出晶体,即为化合物一。
实施例2:化合物二的制备:
将质量为0.07g且浓度为0.3mM五氧化二钒、质量为0.07g且浓度为0.7mM二氧化锗和质量为0.2g且浓度为0.1mM四甲基氢氧化铵,加入至质量为3g的超纯水,搅拌均匀后加入质量为0.2g且浓度为1mM氯化镉和质量为0.07g且浓度为0.3mM邻二氮菲,搅拌后得到混合液2,将混合液2放入反应釜中加热170℃持续5天,结晶析出晶体,即为化合物二。
实施例3:化合物三的制备:
将质量为0.1g且浓度为1mM二氧化锗、质量为0.23g且浓度为2mM偏钒酸铵、质量为0.18g且浓度为1mM氯化镉加入到质量为6g的乙二胺中,搅拌后,加入质量为0.07g且浓度为1mM邻二氮菲,搅拌均匀后得到混合物3,将混合物3用二乙烯三胺调节pH到9.5,搅拌后将混合物3加热170℃持续5天,结晶析出晶体,即为化合物三。
(1)化合物一的结构与表征
化合物一的不对称单元包含二个Cd-取代的Ge-V-O簇[H8Ge8V12O48Cd2(Phen)2(H2O)]4-(H8Cd2Ge8V12),两个[Cd(Phen)(en)]2+和12.5个晶格水分子,化合物一的一个不寻常的特点两个[Cd(Phen)]2+片段代替位于Ge8V14O50笼的两个相对位置的两个VO2+基团,形成新的H8Cd2Ge8V12簇。
Ge8V14O50骨架的两种钒被两个镉取代,每个镉都夹在H8Cd2Ge8V12簇的两个Ge2O7单元之间。两个取代的镉各自与来自两个Ge2O7单元的四个氧配位,其中Cd-O距离为还各自进一步与来自Phen配体的两个氮配位其Cd-N距离也就是说,在H8Cd2Ge8V12簇的表面上修饰两个Phen配体。值得注意的是,在Phen配体和H8Cd2Ge8V12簇之间存在大的空间位阻;然而化合物一的成功合成,证明阻碍不影响化合物一的形成。位于H8Cd2Ge8V12簇两侧的两个Phen彼此不平行;两个Phen配体之间存在23°的二面角。
除了[Cd(Phen)]2+TMCs,在化合物一的不对称单元中有两个[Cd(Phen)(en)]2+TMCs。且两个[Cd(Phen)(en)]2+TMCs彼此不同。其中一个TMC的[Cd(4)(Phen)(en)]2+的镉离子与来自Phen配体的四个氮原子键合,Cd-N距离与来自H8Cd2Ge8V12键合,Cd-O距离为水分子的Cd-O距离为表现出正八面体几何构型。也就是说,簇作为与Cd(4)离子配位的单齿无机配体,形成新的簇支持的过渡金属TMC。另一个[Cd(3)(Phen)(en)]2+的镉与来自Phen和en配体的四个氮原子键合,与来自相邻H8Cd2Ge8V12的末端氧连接,但来自不同的相邻H8Cd2Ge8V12的另一个末端氧Cd-O距离为值得注意的是,涉及Cd-O键的两个末端氧是不同的:一个是Ge2O7单元提供,而另一个是来自VO4单元。换句话说,Cd(3)-TMC充当将两个H8Cd2Ge8V12簇连接成新的二聚体的桥。存在两个Cd(3)-TMCs作为连接两个H8Cd2Ge8V12的双桥。簇二聚体进一步在簇二聚体的两侧支持两个Cd(4)-TMCs。Cd(3)-TMC作为连接H8Cd2Ge8V12的桥梁,但Cd(4)-TMC终止于与水分子集群的连接。
H8Cd2Ge8V12中心水分子与负载的镉离子之间的距离为Cd(3)-O1w-Cd(3)的角度为109.754(1)°。
化合物一是取代簇的二聚体中的第一个实例。
使用Hirshfeld分析考虑相邻二聚体和二聚体与晶格水分子之间的分子间相互作用。该分析可用于计算晶格内的分子碎片的等值面。最近,该方法用于分析基于POM的系统,并且已经证明了对POM和有机阳离子之间的分子间相互作用的成功解释。
如图2显示簇二聚体的Hirshfeld表面。在Hirshfeld表面中,绘制归一化的分子间距离(dn),其中负值(由红色着色)表示比范德华半径的总和短的分子间距离。讨论中二聚体的Hirshfeld表面在几个O原子上显示负的dn,表明二聚体被填充有与水簇或Cd2Ge8V12的其它二聚体的分子间相互作用。
化合物一中晶格水分子的Hirshfeld分析显示存在三种不同的水簇:(a)O2w(a)…O3w(a)(…O12w(b))…O4w…O5w(b)…O7w…O10w(a)(a:1-x,1-y,1-z;b:-1+x,y,z)簇,O-O距离为(b)O11w…O14w…O11w(a)O-O距离为的簇(O14w在两个位置上无序分布,占有因子为0.5),(c)O8w…O6w·O13w簇,O-O距离为在水簇周围的区域中,观察到许多紧密的分子间接触,其对应于水簇与二聚体表面,其他水分子或水簇相互作用的氢键范围如图3。
(2)化合物一的X-射线粉末衍射
X-射线粉末衍射分析是在Scintag X1衍射仪上进行的,采用Kα射线收集。化合物一的X-射线粉末衍射的实验谱图与拟合谱图的各个峰位基本符合如图4,表明化合物一是比较纯净的。
(3)化合物一的紫外光谱分析
化合物一的紫外光谱表明,在(250-600)nm范围里有吸收如图5。紫外可见光谱显示集中在约266nm的强吸收峰,可归属于O→V电荷转移,在294nm的肩峰和拖尾至较长波长侧(至约450nm)的峰,归属于Phen配体的n→π*跃迁和化合物一中配合物的d→d跃迁。
(4)化合物一的红外光谱分析
化合物一的红外光谱表明如图6,在984cm-1处的峰是由VIV的υ(V–Ot)伸缩振动产生,在793cm-1和821cm-1处的峰归因于GeO4四面体中的υ(Ge–O)伸缩振动。对于υ(V=Ot)红外特征峰的范围表明了簇中VIV的状态:簇阴离子中只存在单一的VIV时υ(V=Ot)红外特征峰的范围υ(V=Ot)970-1000cm-1,然而在(940-960)cm-1处的峰归因于VV中的υ(VV–Ot).红外谱图在(970-100)cm-1处有强的吸收为中心VIV提供了很好的判定依据。
(5)化合物一的电子自旋共振表征
在室温下研究化合物一的ESR光谱如图7。其显示伴随在g=1.97处的信号的洛伦兹形状,表明化合物一中的钒原子在+4氧化态。
(6)化合物二的结构与表征
化合物二的结构单元[H7Ge8V12O48Cd2(Phen)2(H2O)]5-(H7Cd2Ge8V12)几乎与化合物一的结构单元相同,化合物二也是镉双取代的Ge-V-O簇;取代的镉也由Phen配体配位。也就是说,化合物二和一的结构单元之间的主要区别是键长和键角以及连接的氢原子数目的差异。
除了[Cd(Phen)]2+TMCs,在化合物二的不对称单元中存在另外两种不同的TMCs,它们是[Cd(DETA)2]2+和[Cd(DETA)]2+。两种TMCs与化合物一中的TMCs完全不同。[Cd(DETA)2]2+中Cd与来自两个DETA配体的六个氮和来自H7Cd2Ge8V12的末端氧连接,其中Cd-O和Cd-N距离在的范围内。[Cd(DETA)2]2+的作用类似于化合物一中的Cd(4)-TMC在作为,由H7Cd2Ge8V12支持的TMC。[Cd(DETA)2]2+的每个Cd键合到与来自DETA的三个氮和来自两个相邻H7Cd2Ge8V12的两个Ge2O7的两个末端氧,显示五配位三角双锥几何构型。[Cd(DETA)]2+的两个镉由来自两个相邻H7Cd2Ge8V12的两个末端氧连接,也就是说,两个镉均用作连接两个相邻H7Cd2Ge8V12的桥。值得注意的是,两个末端氧由两个[Cd(DETA)]2+共享,换言之,两个末端氧将两个[Cd(DETA)]2+连接成新的二聚体[Cd2(DETA)2O2]。化合物二中[Cd2(DETA)2O2]的作用仅与化合物一中的Cd(3)-TMC的部分相似:作为化合物一中的将两个H8Cd2Ge8V12连接成二聚体的双桥的两个Cd(3),但化合物二中的[Cd2(DETA)2O2]仅作为连接两个H7Cd2Ge8V12的单桥,因为其两个组分[Cd(DETA)]2+也通过两个末端氧连接成单个单元。最重要的是,化合物二中的[Cd2(DETA)2O2]将相邻的H7Cd2Ge8V12连接成新的1-D延长链结构,但不仅仅是分离的二聚体。扩展链中的相邻H7Cd2Ge8V12是向上和向下取向的如图8所示。也就是说,化合物二中的延伸结构不被TMC终止。
化合物二中1-D链的Hirshfeld分析几乎是不可能的。化合物二中晶格水分子的Hirshfeld分析显示存在两种不同的水簇:O5w(a)…O4w(a)…O7w(b)(a:x,1-y,-0.5+z;b:0.5+x,0.5-y,-0.5+z)簇,O-O距离为O2w…O2w(c)(c:-1-x,1-y,1-z)簇,O-O距离为在水簇周围的区域中,观察到主要是氢键,其中水簇与1-D链相互作用如图9。
(7)化合物二的X-射线粉末衍射
X-射线粉末衍射分析是在Scintag X1衍射仪上进行的,采用Kα射线收集。化合物二的X-射线粉末衍射的实验谱图与拟合谱图的各个峰位基本符合如图10,表明化合物二是比较纯净的。
(8)化合物二的紫外光谱分析
化合物二的紫外光谱表明,在(250-600)nm范围里有吸收如图11。紫外可见光谱显示集中在约265nm的强吸收峰,可归属于O→V电荷转移,对于Phen配体的n→π*跃迁的峰与O→V电荷转移无法分辨开。
(9)化合物二的红外光谱分析
化合物二的红外光谱表明如图12,在983cm-1处的峰是由υ(V–Ot)伸缩振动产生,在788cm-1处的峰归因于GeO4四面体中的υ(Ge–O)伸缩振动。
化合物二的电子自旋共振表征
在室温下研究化合物二的ESR光谱如图13。其显示伴随在g=1.97处的信号的洛伦兹形状,表明化合物二中的钒原子在+4氧化态。
(10)化合物三的结构与表征
化合物三的不对称单元由[Ge6V15O48]12-(Ge6V15),[Cd(μ2-en)2]2+,[Cd(μ2-en)(μ1-en)]2+,[Cd(μ2-en)3]2+和五个水分子组成如图14所示。
化合物三中的簇与化合物一和二中的簇不同。化合物三中的簇的骨架类似于As6V15和Sb6V15的骨架,[Ge6V15O48]12-中的Ge2O7单元,相当于As6V15和Sb6V15中的As2O5和Sb2O5。值得注意的是,五个[Cd(μ2-en)2]2+具有两种不同的构型。[Cd(μ2-en)2]2+的Cd(3)显示反式构型,(Cd(1))与自两个en配体的四个氮和来自两个相邻Ge6V15的两个氧键合,Cd-N和Cd-O距离在2.0-2.2和的范围内。因此,反式Cd(3)-TMC链接两个相邻的Ge6V15。[Cd(μ2-en)2]2+TMC的Cd(5)表现出具有顺式构型的八面体几何形状,其中来自两个en配体的四个氮和来自两个相邻Ge6V15的两个顺式位置的两个末端氧。简言之,顺式Cd(5)-TMC还连接两个相邻的Ge6V15。虽然Cd(3)和Cd(5)-TMCs显示不同的配置,但它们的两个末端氧原子来自相邻Ge6V15的Ge2O7单元。
在化合物三中还存在两种不同的[Cd(μ2-en)(μ1-en)]2+TMCs。Cd(6)-TMC([Cd(μ2-en)(μ1-en)]2+)六配位八面体几何形状,与来自μ2-en的两个氮,来自μ1-en的一个氮,和来自两个相邻簇(一个来自Ge6V15,另外两个来自另一Ge6V15)的三个氧原子配位。也就是说,Cd(6)还用作连接相邻Ge6V15的桥。同时来自两个相邻Ge6V15的两个末端氧由Cd(5)[Cd(μ2-en)2]2+和Cd(6)[Cd(μ2-en)(μ1-en)]2+TMCs。[Cd(μ2-en)(μ1-en)]2+的Cd(4)连接来自μ2-en的两个氮,来自μ1-en的一个氮和来自两个相邻簇的两个氧原子,呈现正方形棱锥几何形状。有趣的是,Cd(4)和Cd(6)通过μ1-en配体连接形成哑铃状二聚体[Cd(μ2-en)(μ1-en)(μ2-en)Cd]4+。值得注意的是,哑铃二聚体的两个镉不同,一个在六配位八面体环境中,另一个在五配位金字塔环境中。所有四个TMCs充当桥梁链接其相邻的群集成一个新的3-D框架结构如图15所示。同时Cd(1)-TMC的两个末端氧也被Cd(4)-TMC共享。
除了四种不同的TMCs,化合物三中存在离散的TMC[Cd(μ2-en)3]2+。
[Cd(μ2-en)3]2+的Cd(2)被三个en配体螯合,Cd-N距离在范围内。[Cd(μ2-en)3]2+不与任何Ge6V15相互作用,只作为空间填充剂和抗衡离子。
总之,化合物三中有五种类型的TMCs。据我们所知,它是含有最大数量的TMCs类型的化合物。
化合物三中的3-D骨架的Hirshfeld分析也是不可能的。化合物三中晶格水分子的Hirshfeld分析显示存在两种不同的水簇:O7w(a)…O5w(a)…O5w…O7w(a)和(a:-2-x,(b:-2-x,1-y,-3-z)簇,O-O距离为O4w…O4w(b)在水簇周围的区域中,观察到许多紧密的氢键相互作用,其中水簇与3-D骨架和解离的水分子相互作用如图16所示。
(11)化合物三的X-射线粉末衍射
X-射线粉末衍射分析是在Scintag X1衍射仪上进行的,采用Kα射线收集。化合物三的X-射线粉末衍射的实验谱图与拟合谱图的各个峰位基本符合如图17,表明化合物三是比较纯净的。
(12)化合物三的紫外光谱分析
化合物三的紫外光谱表明,在(250-600)nm范围里有吸收如图18。紫外可见光谱显示集中在约254nm的强吸收峰,可归属于O→V电荷转移。
(13)化合物三的红外光谱分析
化合物三的红外光谱表明如图19,化合物三基于Ge6V15簇与化合物一和二不同,然而,Ge6V15也由GeO4四面体和VIVO5金字塔形成,因此化合物三的IR光谱非常类似于化合物一和二。在979cm-1处的峰是由υ(V–Ot)伸缩振动产生,在801cm-1处的峰归因于GeO4四面体中的υ(Ge–O)伸缩振动。
化合物三的电子自旋共振表征
在室温下研究化合物三的ESR光谱如图20。其显示伴随在g=2.00处的信号的洛伦兹形状,表明化合物32中的钒原子在+4氧化态。
(14)Ge-V-O化合物作为光催化材料降解有机染料的应用。
本发明实施例1-3制备的化合物一至化合物三作为光催化材料对于罗丹明B染料的降解性能研究如下:
分别取20mg化合物一、化合物二、化合物三,分别加入到装有40ml、浓度为6mg/L的罗丹明B染料的烧杯中得到混合溶液,将七种混合溶液放置在紫外灯下照射并持续搅拌。每隔1小时从七个烧杯中取出4ml的七种混合溶液,将所取出的七种混合溶液的样品分别进行紫外检测混合溶液的样品的的吸光度。
我们通过图21-23得到,三种化合物对于罗丹明B的降解效果依次为,其中化合物一对罗丹明B的降解效果最佳达到65%,化合物二对罗丹明B的降解效果最佳达到63%,化合物三对罗丹明B的降解效果最佳达到72%。
七、Ge-V-O化合物作为金属清洗剂的添加剂的应用。
实施例1:金属清洗剂1
将3g消泡剂磷酸三丁酯、5g阳离子表面活性剂氯化二硬脂基二甲基铵、7g阴离子表面活性剂甲苯基磺酸钠、10g硅表面活性剂、5g化合物1溶解在50ml水中,搅拌30分钟左右,即得。
实施例2:金属清洗剂2
将3g消泡剂磷酸三丁酯、5g阳离子表面活性剂氯化二硬脂基二甲基铵、7g阴离子表面活性剂甲苯基磺酸钠、10g硅表面活性剂、5g化合物2溶解在50ml水中,搅拌30分钟左右,即得。
实施例3:金属清洗剂3
将3g消泡剂磷酸三丁酯、5g阳离子表面活性剂氯化二硬脂基二甲基铵、7g阴离子表面活性剂甲苯基磺酸钠、10g硅表面活性剂、5g化合物3溶解在50ml水中,搅拌30分钟左右,即得。
对比例1:金属清洗剂4
将3g消泡剂磷酸三丁酯、5g阳离子表面活性剂氯化二硬脂基二甲基铵、7g阴离子表面活性剂甲苯基磺酸钠、10g硅表面活性剂溶解在50ml水中,搅拌30分钟左右,即得。
使用上述金属清洗剂1-4分别清洗金属铝清洗表面油污清洗,结果见下表。
其中,清洗率:清洗率=清洗掉的油污重/油污原重;
防腐蚀性:评级标准:
0级表面无锈,无明显变化。
1级表面无锈,轻微变色或失光。
2级表面轻锈或不均匀变色。
3级表面大面积锈蚀。
稳定性:分别将50ml的金属清洗剂1-4在25℃的条件下,放置1个月后,观察其分层情况,稳定为不分层不浑浊,不稳定为分层或浑浊。由表1可知,化合物1-3作为金属清洗剂的添加剂能提高去污能力。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种基于芳香族有机配体的Ge-V-O化合物,其特征在于,
其为由Phen作为芳香族有机配体制备Ge-V-O化合物;所述Ge-V-O化合物为分子式为[H8Ge8V12O48Cd2(Phen)2(H2O)][Cd(Phen)(en)]2·12.5H2O的化合物1,或者为分子式为[H7Ge8V12O48Cd2(Phen)2(H2O)][Cd(DETA)]2[Cd(DETA)2]0.5·10H2O的化合物2,或者为分子式为{[Ge6V15O48(H2O)][Cd(μ2-en)2]3[Cd(μ2-en)(μ1-en)(μ2-en)Cd]}[Cd(en)3]·5H2O的化合物3。
2.如权利要求1所述的基于芳香族有机配体的Ge-V-O化合物,其特征在于,所述化合物1的制备方法为:
将质量份数为0.06的浓度为0.3mM五氧化二钒、质量份数为0.07的浓度为0.7mM二氧化锗和质量份数为0.1的质量浓度为25%四甲基氢氧化铵混合后,加入质量份数为3的超纯水中,搅拌后加入质量份数为0.06的浓度为0.3mM氯化镉、质量份数为0.07的浓度为0.3mM邻二氮菲和质量份数为0.05的浓度为0.3mM2,2’-联吡啶得到混合液1,将混合液1用乙二胺调节pH至9.5,搅拌,然后将混合液1加热170℃持续5天,结晶析出晶体,即为化合物1。
3.如权利要求1所述的基于芳香族有机配体的Ge-V-O化合物,其特征在于,所述化合物2的制备方法为:
将质量份数为0.07且浓度为0.3mM五氧化二钒、质量份数为0.07且浓度为0.7mM二氧化锗和质量份数为0.2且浓度为0.1mM四甲基氢氧化铵,加入至质量份数为3的超纯水,搅拌均匀后加入质量份数为0.2且浓度为1mM氯化镉和质量份数为0.07且浓度为0.3mM邻二氮菲,搅拌后得到混合液2,将混合液2加热170℃持续5天,结晶析出晶体,即为化合物2。
4.如权利要求1所述的基于芳香族有机配体的Ge-V-O化合物,其特征在于,所述化合物3的制备方法为:
将质量份数为0.1且浓度为1mM二氧化锗、质量份数为0.23且浓度为2mM偏钒酸铵、质量份数为0.18且浓度为1mM氯化镉加入到质量份数为6的乙二胺中,搅拌后,加入质量份数为0.07且浓度为1mM邻二氮菲,搅拌均匀后得到混合物3,将混合物3用二乙烯三胺调节pH到9.5,搅拌后将混合物3加热170℃持续5天,结晶析出晶体,即为化合物3。
5.如权利要求1-4任意一项所述的Ge-V-O化合物作为光催化材料降解有机染料的应用。
6.如权利要求1-4任意一项所述的Ge-V-O化合物作为金属清洗剂的添加剂的应用。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113402567A (zh) * 2021-06-15 2021-09-17 宁德师范学院 一种二维层状锗钒氧簇合物及其合成方法与应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108997441A (zh) * 2018-07-18 2018-12-14 嘉兴学院 多酸基金属有机杂化材料及其制备方法和应用
CN109776578A (zh) * 2019-03-19 2019-05-21 嘉兴学院 基于2-吡啶甲酸的多酸基铜配合物及其制备方法和应用
CN109776579A (zh) * 2019-03-19 2019-05-21 嘉兴学院 金属桥联并具有多维结构的多酸化合物及其应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108997441A (zh) * 2018-07-18 2018-12-14 嘉兴学院 多酸基金属有机杂化材料及其制备方法和应用
CN109776578A (zh) * 2019-03-19 2019-05-21 嘉兴学院 基于2-吡啶甲酸的多酸基铜配合物及其制备方法和应用
CN109776579A (zh) * 2019-03-19 2019-05-21 嘉兴学院 金属桥联并具有多维结构的多酸化合物及其应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郭海洋: "金属-氧簇合物的合成、结构与性能研究", 《中国博士学位论文全文数据库-工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113402567A (zh) * 2021-06-15 2021-09-17 宁德师范学院 一种二维层状锗钒氧簇合物及其合成方法与应用
CN113402567B (zh) * 2021-06-15 2023-06-09 宁德师范学院 一种二维层状锗钒氧簇合物及其合成方法与应用

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