两种砷钼杂化多酸盐的合成、 结构及变色性质

doi:10.7503/cjcu20210600

摘要/Abstract

摘要：

分别以2种V形羧酸[1,3-苯二甲酸(H₂BDC)和5-羟基-1,3-苯二甲酸(H₂OIP)]与钼酸铵进行反应, 得到了 2种有机酸根与无机酸根缩合构成的杂化砷钼酸盐： (NH₄)₁₇H₄[(AsMo₆O₂₁)₂(AsMo₆O₂₃)(BDC)₄]·28H₂O(1)和 (NH₄)₅Cs₈H₆[(AsMo₆O₂₁)₃(OIP)₅]·40H₂O(2). 利用单晶X射线衍射对2种化合物进行了结构分析, 发现二者均为三聚结构. 对2种化合物的光致变色及热致变色性质进行了研究, 发现在氙灯照射下2种化合物均可在5 min内变色. 当将2种化合物的样品加热到373 K时, 均出现颜色变化, 并随着温度升高颜色逐渐加深. 光致变色与热致变色过程前后的EPR检测结果均提示化合物的颜色变化与Mo^VI转化为Mo^V有关.

关键词: 杂化多酸, 砷钼酸盐, 芳香族二元羧酸, 光致变色

Abstract:

Benzene-1，3-dicarboxylic acid（H₂BDC） and 5-hydroxy-1，3-benzene dicarboxylic acid（H₂OIP） have been employed to synthesis two organic-inorganic hybrid arsenomolybdates，（NH₄）₁₇H₄［（AsMo₆O₂₁）₂（AsMo₆O₂₃）（BDC）₄］·28H₂O（1） and （NH₄）₅Cs₈H₆［（AsMo₆O₂₁）₃（OIP）₅］·40H₂O（2）. X-Ray crystallographic study indicated that both of the two compounds are trimers. The photochromic properties have been studied. Under the irradiation of a Xe-lamp， the two compounds changed their colors within 5 min. The thermochromic study of the two compounds indicated that they changed color at 373 K， and their color deepened on the increase of temperature.

Key words: Hybrid polyoxometalate, Hetero-arsenomolybdates, Aromatic dicarboxylic acid, Photochromic property

中图分类号:

O611

TrendMD:

王进, 石文杰, 金邻豫, 马鹏涛, 王敬平, 牛景杨. 两种砷钼杂化多酸盐的合成、结构及变色性质. 高等学校化学学报, 2022, 43(1): 20210600.

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图/表 7

Table 1 Crystallographic data for compounds 1 and 2

Compd.	1	2
Empirical formula	C₃₂H₁₄₄N₁₇O₁₀₉Mo₁₈As₃	C₄₀H₁₂₆N₅O₁₂₈As₃Mo₁₈Cs₈
Formula weight	4463.23	5740.31
Space group	P $1 ˉ$	P $1 ˉ$
Crystal system	Triclinic	Triclinic
a/nm	1.24069（6）	2.01214（9）
b/nm	1.83664（10）	2.03635（9）
c/nm	3.18404（17）	2.29477（11）
α/（°）	80.7030（10）	98.438（2）
β/（°）	84.4110（10）	103.434（2）
γ/（°）	85.2180（10）	107.698（2）
V/nm³	7.1092（6）	8.4694（7）
Z	2	2
D_c/（g?cm^-3）	1.794	2.088
μ/mm^-1	2.306	3.65
R_int	0.0224	0.0749
Limiting indices	-14≤h≤11	-24≤h≤24
	-19≤k≤21	-24≤k≤24
	-37≤l≤37	-27≤l≤27
Reflections collected	36733	132399
Independent reflections	25095	28855
Parameters	738	872
GOF on F²	1.013	1.164
R₁， wR₂［I>2σ（I）］	0.0788， 0.2218	0.1744， 0.3502
R₁， wR₂（all data）	0.1023， 0.2487	0.2047， 0.3680

Table 1 Crystallographic data for compounds 1 and 2

Compd.	1	2
Empirical formula	C₃₂H₁₄₄N₁₇O₁₀₉Mo₁₈As₃	C₄₀H₁₂₆N₅O₁₂₈As₃Mo₁₈Cs₈
Formula weight	4463.23	5740.31
Space group	P $1 ˉ$	P $1 ˉ$
Crystal system	Triclinic	Triclinic
a/nm	1.24069（6）	2.01214（9）
b/nm	1.83664（10）	2.03635（9）
c/nm	3.18404（17）	2.29477（11）
α/（°）	80.7030（10）	98.438（2）
β/（°）	84.4110（10）	103.434（2）
γ/（°）	85.2180（10）	107.698（2）
V/nm³	7.1092（6）	8.4694（7）
Z	2	2
D_c/（g?cm^-3）	1.794	2.088
μ/mm^-1	2.306	3.65
R_int	0.0224	0.0749
Limiting indices	-14≤h≤11	-24≤h≤24
	-19≤k≤21	-24≤k≤24
	-37≤l≤37	-27≤l≤27
Reflections collected	36733	132399
Independent reflections	25095	28855
Parameters	738	872
GOF on F²	1.013	1.164
R₁， wR₂［I>2σ（I）］	0.0788， 0.2218	0.1744， 0.3502
R₁， wR₂（all data）	0.1023， 0.2487	0.2047， 0.3680

Fig. 1 Structures of compounds 1(A) and 2(B)Color code: C, black; As, pink; MoO6 octahedral, blue.

Fig.2 Comparison of structures of arsenomolybdates and phosphomolybdates functionalized by the same carboxylic acid ligandColor code: C, black; As, pink; P, yellow; MoO6 octahedral, blue and pulm.

Fig.3 Images of compounds 1 and 2 at different times under the irradiation of a Xe lamp

Fig.4 EPR spectra of compounds 1(A) and 2(B) after light irradiation

Fig.5 Images of compounds 1 and 2 at different temperatures

Fig.6 EPR spectra of compounds 1(A) and 2(B) after heating

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