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本论文采用一步自组装策略,用简单原料如钨酸钠、具有孤对电子效应的杂原子盐、稀土离子和有机组分作为开始的反应原料,在常规水溶液中通过控制各反应物之间物质的量的比例、调节溶液的pH值以及反应温度等因素,成功构筑了三系列新颖的多核稀土取代的硒钨氧酸盐衍生物和碲钨氧酸盐衍生物。借助元素分析、X-射线单晶衍射、红外光谱以及热重分析等技术对其组成和结构进行了表征,并且对部分衍生物的磁学性质和固态荧光性质进行了较详细探究。这项工作不仅丰富了制备新颖多核稀土取代多金属氧酸盐的方法,而且为多金属氧酸盐的性质研究开拓了新的领域。本论文主要分为以下三部分来详细介绍硕士期间的工作:第一部分,合成了五例D-酒石酸功能化的多核稀土取代硒钨酸盐衍生物[H2N(CH3)2]13H{[W3O6(H2tart)2][RE2(H2O)6][SeW9O33]2}[W2O5(OH)2]{[W3O6(H2tart)][RE2(H2 O)6][SeW9O33]2}·31H2O[RE = Eu3+(1)、Tb3+(2)、Dy3+(3)、Ho3+(4)、Y3+(5)](H4tart = tartaric acid)。化合物 1-5 是采用简单原料 Na2WO4·2H2O、盐酸二甲胺、RE(NO3)3·6H2O、Na2SeO3和D-酒石酸在酸性的水溶液介质下反应得到的。X-射线单晶衍射结果表明,化合物1-5的四聚阴离子结构由{[W3O6(H2tart)2][RE2(H2O)6][SeW9O33]2}4-单元、{[W3O6(H2tart)][RE2(H2O)6][SeW9O33]2}4-单元和双核钨氧簇{[W2O5(OH)2]}片段连在一起而构成。{[W3O6(H2tart)2][RE2(H2O)6][SeW9O33]2}4-单元包含一个由两个酒石酸配位的钨氧簇[W3O6(H2tart)2]6-片段、两个三缺位Keggin型[SeW9O33]8-单元和两个稀土离子。{[W3O6(H2tart)][RE2(H2O)6][SeW9O33]2}4-单元是由一个酒石酸配位钨氧簇[W3O6(H2tart)]6-片段、两个三缺位的Keggin型[SeW9O33]8-单元和两个稀土离子通过氧原子连在一起构成的。热分析结果表明化合物1-5显示两步失重过程。对化合物1、2、3和4在可见区的荧光性质进行了研究,发现其发射光谱分别显示了 Eu3+、Tb3+、Dy3+、Ho3+离子的特征发射峰,并在相应的发射波长和激发波长下,还测试了它们的荧光寿命衰减曲线。此外,对化合物2、3和4的磁学性质也进行了初步的研究,交流磁化率测试表明化合物3存在缓慢的磁弛豫现象和可能的单分子磁体行为。第二部分,在第一部分工作的基础上,将柔性多酸的DL-苹果酸取代D-酒石酸引入反应体系,成功合成了五例DL-苹果酸桥连的多核稀土取代硒钨酸盐衍生物:[H2N(CH3)2]16H2{[W6RE4SeO16(H2O)10(Mal)2][SeW9O33]4}·44H2O[RE = Sm3+(6)、Gd3+(7)、Ho3+(9)、Er3+(10)]和[H2N(CH3)2]16Na2{[W6Tb4SeO16(H2O)10(Mal)2][SeW9O33]4}·44H2O(8)(H2Mal = Malic acid)。化合物6-10的多阴离子是同构型的,其多阴离子骨架{[W6RE4SeO16(H2O)10(Mal)2][SeW9O33]4}18-是由两个苹果酸桥连两个亚单元{[W3RE2O16(H2O)5][SeW9O33]2}24-形成。每个亚单元阴离子可以看作两个三缺位Keggin硒钨酸盐[SeW9O33]8-缺口处嵌入一个[W3RE2O16]8-簇片段而构成的。同时Se杂原子桥连接两个晶体学独立的稀土离子。热分析结果表明化合物6-10显示两步失重过程。对化合物6、8、9和10做了荧光测试,它们的荧光光谱同样都展现出了稀土离子的特征发射峰,同时在对应的发射波长和激发波长下测得它们的寿命衰减曲线,其寿命衰减都符合双指数函数。此外,对化合物6、9和10的磁学性质也进行了探究。第三部分,合成了四例有机锡-稀土取代的碲钨酸盐衍生物[H2N(CH3)2]8H6[RE(OH)(TeW7O28)RESn2(CH3)4(W5O18)]2·18H2O[RE = Er3+(11)、Yb3+(12)、Ho3+(13)、Y3+(14)]。化合物11-14的四聚阴离子结构由两个对称的{[(TeW7O28)RESn2(CH3)4(W5O18)]}7-单元通过稀土离子连接而成。它们同时含有单缺位Lindqvist同多钨氧酸盐和五缺位Keggin碲钨氧酸盐构筑块。热分析结果表明化合物11-14显示两步失重过程。通过变温红外光谱、变温X-射线粉末衍射图谱及变温荧光光谱深入研究了化合物11的热失重过程。此外,在室温下,对化合物11和13在紫外可见区及近红外的荧光性能进行了测试,其谱图都显示出了稀土离子的特征发射峰,同时在对应的发射波长和激发波长下测得它们的寿命衰减曲线,其寿命衰减曲线都符合双指数函数。