采用常规水溶液法合成了一种新型的有机-无机杂化多金属氧酸盐(C5H7N2O2)4(SiMo12O40)(简称SiMo-12).采用红外光谱(IR)、热重分析(TG)、单晶和粉末X射线衍射(XRD)、元素分析等对SiMo-12进行了表征.以过氧化氢为氧化剂,运用SiMo-12催化碘离子氧化,考察了催化剂用量、氧化剂用量、pH、温度等因素对反应速率的影响.结果表明:该化合物属三斜晶系,P-1空间群,晶胞参数a=1.09758(4)nm、b=1.14488(4)nm、c=1.25266(4)nm、α=64.665(1)°、β=64.804(1)°、γ=83.441(1)°、V=1.28289(8)nm3、Z=1、R=0.0340、wR2=0.0799.化合物由4个1-咪唑乙酸和一个经典的Keggin型[SiMo12O40]4-单元组成,有机配体和多金属氧酸阴离子之间通过静电作用、质子转移以及氢键作用沿x轴形成一维链,链与链之间相互平行形成平行于xy面的二维层,层与层之间再通过氢键连接而得到三维网状结构.SiMo-12在催化碘离子氧化中表现出较为优异的催化活性,在c(SiMo-12)=2.0×10-4 mol/L、c(过氧化氢)=2.0×10-3 mol/L、pH=1.4、50℃条件下反应速率达到2.6416×10-5 mol/(L·s),比未加催化剂时的反应速率提高了1565倍.
多金属氧酸盐 晶体结构 碘离子 催化