（PMo12）（HPy）3的合成、表征及催化氧化碘离子性能
收稿日期: 2022-06-22
网络出版日期: 2023-04-13
基金资助
国家自然科学基金项目(21862005);贵州省科技厅计划项目(黔合基础[2019]1457);贵州省科技厅计划项目(黔科合支撑[2019]2835);贵州省科技厅计划项目(黔科合平台人才[2018]5769);贵州省教育厅青年科技人才成长项目(黔科合KY字[2018]126)
Synthesis，characterization of （PMo12）（HPy）3 and its catalytic oxidation property of iodide ion
Received date: 2022-06-22
Online published: 2023-04-13
采用水热法合成了一例新的多酸基有机-无机杂化物非均相催化剂，并通过X-射线单晶衍射、傅里叶变换红外光谱（IR）、热重分析测试（TG）、X-射线衍射分析（XRD）、元素分析对其进行了表征。X-射线单晶衍射分析表明，化合物的结构式为（PMo12O40）（C5H6N）3[简写为（PMo12）（HPy）3，其中PMo12表示PMo12O40，HPy表示C5H6N]，属于正交晶系，Cmca空间群，晶胞参数a=1.910 31（8） nm、b=1.538 22（6） nm、c=1.460 63（6） nm、α=β=γ=90°、V=4.292 0（3） nm3、Z=4、R1=0.062 9、wR2=0.132 4。化合物由2-吡啶甲酸在高温高压下原位脱羧后形成的质子化的3个吡啶环、1个经典的Keggin型[PMo12O40]3-构成，每个次级单元之间通过静电等相互作用进一步形成一维（1D）~二维（2D）结构。催化研究表明：（PMo12O40）（C5H6N）3在催化过氧化氢氧化碘离子为碘单质过程中，其化学反应动力学近似准一级反应，反应速率高达1.205×10-5 mol/（L·s），相对于室温下未添加催化剂时提高了1 839.7倍，该非均相催化剂重复使用5次后转化率仍高达99.96%，表现出较好的催化活性与可重复性。
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A new polyoxometalate-based organic-inorganic hybrid heterogeneous catalyst was synthesized by hydrothermal synthesis，and it was characterized by X-ray single crystal diffraction，fourier transform infrared spectroscopy（IR），thermogravimetric analysis（TG），X-ray diffraction analysis（XRD） and elemental analysis.X-ray single crystal diffraction analysis showed that the structural formula of the compound was（PMo12O40）（C5H6N）3[short for （PMo12）（HPy）3，PMo12 was PMo12O40，HPy was C5H6N]，which was belonged to orthorhombic system，Cmca space group，unit cell parameters a=1.910 31（8） nm，b=1.538 22（6） nm，c=1.460 63（6） nm，α=β=γ=90°，V=4.292 0（3） nm3，Z=4，R1=0.062 9，wR2=0.132 4.The compound was composed of three protonated pyridine rings and one classical Keggin type[PMo12O40]3- after in-situ decarboxylation of 2-picolinic acid under high temperature and high pressure，and each secondary unit was formed by electrostatic and other interactions to form one-dimensional（1D） to two-dimensional（2D） structures.Catalytic studies showed that：（PMo12）（HPy）3 in the process of catalyzing the oxidation of iodide ion to iodine element in hydrogen peroxide，the chemical reaction kinetics was approximately a first-order reaction，and the reaction rate was as high as 1.205×10-5 mol/（L·s），which was 1 839.7 times higher than that no catalyst was added.When the heterogeneous catalyst was reused for 5 times，the conversion rate was still as high as 99.96%，showing good catalytic activity and repeatability.
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