多金属氧酸盐化学研究进展与展望

刘静

（襄阳职业技术学院 湖北襄阳 441050）

多金属氧酸盐化学研究进展与展望

刘静

（襄阳职业技术学院 湖北襄阳 441050）

多金属氧酸盐（POM）是一种多金属氧簇化合物，它的基本单元形成是前过渡金属氧簇，由于这种物质在物理、化学性质方面有着独特的优势，因此被广泛应用在纳米科技、药物和新材料方面。本文就多金属氧酸盐的相关特征进行描述，简要叙述了其化学研究进展，对其研究发展作了一些展望。

多金属氧酸盐 化学研究 展望

引言

多金属氧酸盐（POM)自从1826年发现至今,已发展了近200年，经过一代代人的潜心研究，POM的结构大大的丰富了，目前POM的组成元素获得了重大的突破，包含了近70种元素，并且这个数字还在增加[1]。随着现代化学合成科技的发展，许多新的多金属氧酸盐合成方法不断涌现，为创造结构功能各异的POM提供了可能性。POM作为一类新型的功能性分子材料，在有机化学、分析化学、高分子化学、医药学和材料科学等方面都有着广泛的应用，涉及到生产生活的方方面面。

一、关于多金属氧酸盐的研究进展

1.经典结构研究

随着合成化学的发展，多酸化学也获得了很大的发展空间，新的具有创造性的合成方法不断涌现，为POM化学的发展注入了新鲜的血液，使之更富生机与活力。在对多酸化学的研究上，国外学者Nyman用水热合成方法得到了 Keggin型 [SiNb12O40]16-和 Keggin结构相关的[H2Si4Nb16O56]14-簇（如图1所示）[2]，这就形成了早期的多金属氧盐酸的经典结构。尽管这种结构不具备先进性，但是,在配位(或称齿顶)原子的研究上仍具有创新意义。在此基础上,Nyman课题研究组在2004年证实了一种稳定的Keggin结构化合物，及以PNb12和GeNb12等组合构成。。

图1 Keggin型多金属氧酸盐结构

2.有机结构研究

多金属氧盐酸的化合物由于其结构存在共性，因而不同的结合可以通过共性实现连接，在这一方面有许多学者都有研究。有学者通过将六钼酸阴离子与有机胺共扼分子相互连接，得到了有机桥连共轭杂化分子；同时，还有学者通过类似的方法又合成了无机-有机杂化分子哑铃，这是由一个三重键和两个苯环形成的共轭体系，此外，这种无机-有机杂化分子哑铃还可以由2个三重建和3个苯环组成。

3.基于多金属氧酸盐的轮簇研究

关于多金属氧酸盐的轮簇研究并不在少数，其合成方法多种多样，有学者在常温条件下通过一步法(one-pot reaction)组装合成了一种四核轮结构的化合物，其化学式表达为[{B-Ti2SiW10O39}4]·50H2O。如图2所示，这种四核轮状可以将四个模块相连从而形成一个整体。多金属氧酸盐在这种试验中并不是不可取代的，他可以用轮型的钛取代,从而使得这一轮簇结构有着更广泛的应用[3]。

图2 多金属钨酸盐K24结构

还有学者对多金属氧酸盐的轮簇结构作了进一步研究，M?ller等人通过研究车轮型超大多钼氧簇，合成了一种新型的轮簇——Mo368氧簇，这种轮簇的性质是具有蛋白质尺寸的。此外，他们还利用室温固相反应的一般原理，得到了项链型多钼铁氧酸盐簇；随着研究的进一步展开，相关的新型结构也越来越多，最近又通过将钼氧酸盐簇分散处理从而形成一种环形山结构的多钼氧酸盐簇，这种材料在吸附性能上较好。

4.第三过渡系元素的POM研究

在Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg这十种第三过渡系元素中，Pt的POM研究相对较多，有学者用普通方法突破“氧墙”效应,运用{PW9}建筑块作为配体结合(H2O)Pt O簇合成了一种化合物，这种化合物从外形上看是一种稳定的三明治结构，它是首次获得的含有第三过渡金属元素的多金属氧酸盐独立簇。至于其他第三过渡系元素的POM结构则研究较少，目前还缺少相关的研究例证。第三过渡系元素的POM合成成功是具有创造性价值的，传统的观点认为，第三过渡系元素是不可能合成稳定的化合物的，Pt的POM化合物使得这一定论被打破，有着重要的研究价值。

5.关于手性POM的研究

关于多金属氧酸盐的研究有着近200的历史,在许多方面都有着重要成果，但在手性方面的相关研究并不多，目前主要有三种关于手性POM的制备方法:一是通过水热合成法制备，其代表案例是Zubieta等人合成出具有相互贯穿的双螺旋结构的钒磷酸盐，以此为代表的螺旋结构成了手性的POM。二是通过化学反应得到，用手性的氨基酸与少量多钼酸盐反应可以制备出手性的POM。三是运用有机配体通过锆中心与金属氧簇相连接的方式合成出手性的POM。

二、多金属氧酸盐研究展望

多金属氧酸盐发展至今，在高分子化学、有机化学、物理化学、分析化学、生物学、医药学、材料科学等方面都有着广泛的应用，可以预见的是，未来多金属氧酸盐（POM）依旧会在这些方面进一步突破。同时，由于多金属氧酸盐的组成元素越来越多，其应用范围也会不断地拓广，与生活和生产中的各个方面的联系也会越来越紧密。因此，在今后的研究中，多金属氧酸盐有着三个方向，一是继续向着深度发展，二是向着广度发展，三是在能源方面取得重大进展。

三、结语

从当前的研究成果来看,关于多金属氧酸盐的化学研究会越来越多，这一物质在生产生活中发挥的作用也会越来越大。以现有的技术为基础，不断进行新的尝试，采用新的合成技术和方法，使得POM继续出现新的结构。

[1]董宏博,崔桂花,赵文秀.Anderson结构钼系过渡金属稀土盐的电化学性质研究[J].吉林医药学院学报.2013(06)：346-347.

[2]罗贤,吕桂琴.金属卟啉与Keggin型硅钨酸修饰电极的制备及电催化性能测定[J].无机化学学报.2011(09)：1259-1260.

[3]王晓丹,肖雪,乔春玉.新型钒氧酸盐的水热合成与晶体结构[J].黑龙江工程学院学报(自然科学版).2012(04)：207-208.