图1.1 多酸结构

最多见的多金属氧酸盐（POMs）之一是具有通式[Hy(XO)6M6O18]n-的Anderson-Evans原型，其中y = 0-6，n = 2-8，M =附加原子（MoVI或WVI ）和X =中心杂原子。Anderson-Evans原型是一个可变的杂多酸群集，允许从多个角度进行修改：

1. 可以掺入大量不同的大小和氧化态不同的杂原子

2. 它可以包含显示不同配位基序的无机和有机阳离子和分子

3. 与三羟甲基甲烷配体的共价连接允许其与特异性有机官能团。可用的杂原子，抗衡阳离子和有机配体的目录在过去几年中经历了巨大的扩展，从用作较大结构的构建块的小无机阴离子到阴离子在纳米范围内呈现出多功能特性[2]。

多酸通常基于多核金属氧化物阴离子以其最高氧化态（例如MoVI，WVI，VV）的早期过渡金属，使它们非常适合在要求的反应下的多电子转移催化条件。虽然许多目前的多酸氧化催化剂利用氧化剂如过氧化氢或有机过氧化物作为氧化剂，但越来越多的研究致力于使用氧分子作为氧化剂的多酸介导氧化[3]。

多金属氧酸盐（POMs）作为一类优异的无机金属氧化物团簇，由于其可控的形状，大小，组成和结构多样性而引起了广泛的关注。此外，他们有前途的特性，如光化学活性，磁性，高效吸附剂，大分子结晶学，医学，生物催化剂等科学界对多金属氧酸盐日益增长的兴趣。X射线衍射，核磁共振，红外和拉曼光谱等技术结构分析的进展也支持了该领域的快速发展。基于多种拓扑结构的多金属氧酸盐的无机 - 有机杂化物的设计和合成在现代无机化学中仍然是具有挑战性和有趣的任务。这些杂化化合物方便地分为两大类，取决于系统中组件的数量。 I类：由杂多酸和有机组分组成的双组分体系。在这方面，有趣的研究致力于研究杂多酸与氨基酸的组合（作为有机化合物的重要家族）以生产有前景的生物应用的杂多酸-氨基酸杂化物。在II类中，存在次级金属（通常为过渡金属），形成配合有机组分的配合物。该过渡金属络合物（TMC）可以是分离的（电荷平衡阳离子）或直接与杂多酸共配体的氧原子配位。在这些体系中，杂多酸具有两种不同的作用：连接过渡金属配合物的无机构建基团（其适用于连接作用）和无机模板以诱导形成3D无机-有机框架。利用这两种功能，已经获得了具有高维和连接性的许多有趣的超分子体系结构[4]。

我们目前常规的多酸的合成方法有很多，例如常规法、水热法等。众所周知，杂多酸具有与过渡金属配位的能力，因为它们具有高电子密度和多表面氧原子。因此，通过设计柔性配体，可以在水热条件下控制基于杂多酸的杂化材料的形成。而在本论文中，我们用的是在水热条件下进行合成研究Anderson型杂多酸的方法。

1.2  研究水平

1.2.1  多金属氧酸盐的结构

杂多酸常常由不同的金属含氧酸根在酸化的加热条件下缩合而合成的，是强度均匀的质子酸。杂多酸的基本结构是多阴离子架构。而多金属氧酸盐（POMs）是由两种或更多种无机酸通过消除水而衍生的大量金属-氧簇。如果杂多酸由相同的无机酸缩合而成，则称为异多金属酸盐；如果不是，杂多酸被命名为杂多金属氧酸盐。一般而言，杂多酸由三个或更多过渡金属氧阴离子组成，通过共享的氧原子连接在一起形成大的封闭的三维框架。组成框架的金属原子被称为附加原子，它们通常是第5族或处于高氧化态的第6族过渡金属，例如钒，铌，钽，钼，钨等。通过共享将一个或多个杂原子（例如磷，硅，锗等）封闭在框架的中心由于存在过渡金属原子和杂原子的不同组合的可能性，杂多酸的结构是通用的。主要是：缺位型杂多酸、Keggin 型结构、取代型杂多酸、 Dawson型结构、Sliverton结构等。上述结构可以通过添加剂原子与杂原子的比例来区分，Keggin和Silverton结构是1:12系列，Dawson和Waugh属于1:9系列，Anderson和Lindqvist分别是1:6系列和6:19系列。多金属氧酸盐可以被不同的金属阳离子和不同的价态离子代替，衍生物的形成不仅大大提高了多金属氧酸盐的种类和结构，而且也让其在实践中得到了大量的应用[5]。