论文部分内容阅读
多金属氧酸盐是一类具有独特物理和化学性能的金属-氧簇分子,其可以通过不同的的技术和方法加以修饰,用来开发新型材料和器件。相比较文献报道的新颖晶体结构而言,多酸在多功能材料方面的应用备受关注。通过共价修饰将含有功能性的有机基团引入到多酸分子,形成结构新颖、性能丰富的有机-无机杂化材料,对新型多酸基功能材料的设计合成及其性能研究具有十分重要的研究意义。由于多酸的共价修饰有方法有限、能修饰的多酸体系有限、结构功能上的协同作用有限。本文首先在方法学上加以探索,选用了Keggin型空位多酸K8[α-SiW11O39]分子,在酸性条件下,将有机硅烷链与空位多酸反应,构筑共价修饰的体系,并且,用K7[α-PW11O39]取代了K8[a-SiW11O39],扩大了整个合成的体系,利用FT-IR、1H (13C,29Si) NMR、ESI-MS、 Elemental analysis、TG等方法加以表征,确认了其结构,为构筑功能性的有机-无机(多酸化合物)杂化材料提供了方法学上的支持。在上述研究基础上,将功能型的荧光基团芘共价修饰到空位多酸a-SiW11,合成出一种新型的含荧光基团芘的有机-无机杂化材料(Py-SiW11),利用FT-IR、1H(13C,29Si)NMR、ESI-MS、Elemental analysis、 TG等测试手段确认了该化合物的结构。由于荧光基团芘(pyrene)与单碳纳米管(SWNTs)侧壁有强的π-π相互作用,多酸也会自发的吸附到单纳米管上,深入探索了基于多酸芘与单碳纳米管复合材料(SWNTs/Py-SiW11)的性质。首次将合成出的新型SWNTs/Py-SiW11复合材料应用于锂电池负极中,测试结果表明复合材料有较大的比容量、高倍率性能和循环稳定性,具有潜在的商业应用价值。本文还成功将功能性的光致变色偶氮苯基团通过共价修饰连接上多酸分子,合成出两种有机-无机复合材料,通过各种谱学方法确认了结构,并利用UV-Vis和1H NMR对其光致异构化进行研究。