多金属钼氧簇的合成、在电极上的多层组装及电化学性质研究

【作者】 王力；

【导师】 王恩波；

【作者基本信息】 东北师范大学 ， 无机化学， 2004， 博士

【摘要】 具有特殊的物理性质（尤其是具有光，电，磁性质）的分子材料是材料化学的一个新兴的领域，这些分子材料所显示出来的协同性质是使其在超导体，磁性材料以及非线性光学材料等方面极其具有研究开发意义。而分子组装，尤其是三维组装多层膜具有上述性质，是当前材料化学和分析化学研究的前沿领域。建立在自组装单层膜基础之上的层层组装法由二维扩展到三维，达到了有效控制多层膜组成、结构及厚度的目的，从而在分子、电子器件、分子控制、光、电、催化等方面有潜在应用价值。 自从 1826 年 Berzelius 合成了第一个杂多酸 12-钼磷酸铵(NH4)3PMo12O40，多金属氧酸盐化学至今已有一百多年的历史。历经百余年的变化发展，多金属氧酸盐化学现已进入了一个崭新的时代：由于 X-射线结晶学的硬件和软件及 ESR、NMR 等表面谱学手段的发展和精细的电化学方法的应用，对多酸的溶液、固体及表面化学性质方面有了进一步的认识，多金属氧酸盐化学被更多的人们研究和采用；多金属氧酸盐的合成已进入了分子剪裁和组装，从对稳定氧化态物质的合成、研究进入亚稳态和变价化合物及超分子化合物的研究，纳米结构和高聚合度多金属氧酸阴离子、夹心式多金属氧酸盐阴离子、链式有机金属多金属氧酸盐及具有空半球结构的多金属氧酸盐阴离子的研究正方兴未艾；八十年代末刚刚起步的多金属氧酸盐有机-无机复合材料，作为一类新型的电、磁、非线性光学材料极其具有研究开发价值；多金属氧酸盐化学的应用除催化领域外，现已跻身于材料科学和药物化学等领域。它的发展无疑会为人类提供一类新的、具有光电磁功能的材料和一系列抗爱滋病、抗肿瘤、抗病毒药物。 多金属氧酸盐是一类金属氧簇化合物,一般呈笼型结构,是一类优良的受体分子,它与无机、有机分子、离子等结合成超分子化合物,因而很适合作为有机无机复合材料中的无机组分。多金属氧酸盐的有机-无机复合材料是八十年代末,九十年代初国际上刚刚起步的工作，作为一类新型的电，磁，非线性光学材料极具开发性质。本论文工作以制备 i<WP=4>了稳定的纳米巨（小）簇及复合膜为主要研究方向，利用层层组装法，制备出有序且稳定的多层膜。应用电化学方法，谱学技术，原子力显微镜等方法研究该类化合物的电化学性质及其膜修饰电极的电化学性质。为开发具有应用价值的功能材料提供理论依据。更多还原

【Abstract】 Molecule materials with active electrical, magnetic, and opticalphysical properties are at the focus of contemporary materials chemistryresearch. The reason for the interest that these materials can exhibitcooperative properties typically associated with the solid state materials.However, the three dimensional multilayer assembly is active andpromising in the chemistry of material and analytical chemistry fields. Thelayer-by-layer method on self-assembly can efficiently control thecomposite, structure and thickness of the film so that it exhibits potentialapplication in molecular and electronic devices, molecular modulation,optical and electronic catalysis in the future. Polyoxometalates are very versatile inorganic building blocks for theconstruction of founctional solid materials. Since the firstheteropolytungstates were discovered and characterized by C. Marignac in1864, polyoxometalates are intensively investigated and constitutes a large,distinct fundamental category of compounds, having high potential for thetheoretical contribution and for practical applications. For examples, since1970s, subsequent development in X-ray crystallographic hardware andsoftware and NMR, in combination with precise electrochemicalmeasurements and other surface analytical echnique, allows for rapidstructure characterization of polyoxometalates, and the number of knownstructure types has grown at least an order of magnitude. For this, a largerange of polyoxometalates is available for the design novel molecularmaterials with various functional properties. However, the exploration ofPOM-based multilayer films as functional materials has been rarelydemonstrated. Therefore, it will be of critical importance to successfullyincorporate the functional properties of POMs into the ultrathin material.Our attention in my Ph. D thesis focuses on the preparation POM based iii<WP=6>ordered LBL multilayer films and characterization by various techniques,and electrochemical behavior study of composite film modified electrode,which is important for practical application.更多还原