[发明专利]一种光诱导自组装制备多金属氧簇的方法

说明书

一种光诱导自组装制备多金属氧簇的方法，涉及多金属氧簇。将金属盐溶液与前驱体混合，并调整混合物的pH值；将混合物在一定的光照强度和一定的光照时间下从混合物中得多金属氧簇。在光照下驱体进行解离反应，并在线地以解离反应的产物与外加金属离子进行自组装，制备出一系列的POM，包括一些传统方法无法制备的POM和一些文献已经报导的用传统方法制备的POM。以一定光照强度和光照时间下前驱体进行自身解离反应，并适时将金属离子与前驱体的解离产物进行自组装，得到各种类型的杂多酸，其中包括一些现有方法无法合成的杂多酸。

技术领域

本发明涉及多金属氧簇(Polyoxometalates，缩写POM)，尤其是涉及一种光诱导自组装制备多金属氧簇的方法。

背景技术

多金属氧簇(Polyoxometalates，缩写POM)又称杂多酸(Heteropolyacid),是由氧原子连接金属原子形成的金属-氧的簇的化合物，它具有优良的性能：确定和稳定的结构，可进行分子和原子水平的设计性；可形成均相或非均相体现；催化反应中具有“假液相行为”；具有酸性和氧化性故可作为酸催化、氧化催化、双功能催化剂等，因而具有广泛的应用价值(王德胜，闫亮，王晓来，分子催化，2012，26(4)：366)。

传统制备POM的方法均是在溶液中进行自组装，在水热等条件下进行结晶得到。人们利用这样的方法发现并制备了大量的POM。然而，传统的溶液自组装方法不可能制备同时含有活性的氧化、还原离子或基团的POM，因为在其自组装前这些活性基团已经相互反应。重要的是，如果POM中含有这些氧化还原态的基团，对于其催化性能的提高具有重要的意义(Fang Weihui,Zhang Lei and Zhang Jian.Synthetic strategies,diverse structuresand tuneable properties of polyoxo-titanium clusters.Chemical Society Reviews2018,47,404)，这也是目前新的POM的制备所面临的挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供可突破传统溶液方法中制备POM无法把一些活性离子或基团自组装到POM中存在缺陷的一种光诱导自组装制备多金属氧簇的方法。

本发明包括以下步骤：

1)将金属盐溶液与前驱体混合，并调整混合物的pH值；

2)将混合物在一定的光照强度和一定的光照时间下从混合物中得多金属氧簇。

在步骤1)中，所述金属盐溶液可选自(NH₄)₂[Ce(NO₃)₆，Mn(CH₃COO)₂·4H₂O，Ni(CH₃COO)₂·4H₂O，Co(CH₃COO)₂·4H₂O，Co(NO₃)₂·6H₂O，Cu(NO₃)₂·3H₂O等中的至少一种过渡态的盐；所述混合物的pH可为2～5；所述前驱体可为小分子量的簇，所述小分子量的簇可选自K₁₂[H₂P₂W₁₂O₄₈]·24H₂O，K₆[α-P₂W₁₈O₆₂]·14H₂O等中的至少一种晶体。

在步骤2)中，所述光照强度可根据前驱体的自身氧化还原反应的需求选定，可选为80～150Lx；所述光照时间可根据自组装结晶的量的需求，可选为1～150d。