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基于不同夹心型多酸的两个超分子化合物的合成、结构及性能研究
随着分子设计和合成技术的发展，超分子化学作为一种新兴的交叉学科，已受到越来越广泛的关注和研究。夹心型多酸因其结构独特，具有多功能性及分子识别性等优良性能，近年来受到了学术界的重视。本文将探讨基于不同夹心型多酸的两个超分子化合物的合成、结构及性能研究。
一、文献综述
夹心型多酸是一种由中心离子与周围氧化物基团相连而形成的高度有序的结构，具有较高的稳定性和多种功能。夹心型多酸中心离子可以是多价阳离子（如V、W、Nb等），也可以是多价阴离子（如P、Si等）。目前已经合成出多种夹心型多酸，其结构与性质也有所不同。例如，W18O49-24是一种18钨原子构成的负离子多酸，具有高度对称性和稳定性，被广泛应用于催化、光催化等领域。
超分子化合物是由分子自组装形成的结构复杂、性质多样的化合物，具有广阔的应用前景。基于夹心型多酸的超分子化合物在分子识别和催化等领域具有重要的应用价值。已有研究表明，夹心型多酸可以通过与合适的有机配体发生自组装反应形成超分子化合物，在催化和分子识别等领域发挥重要作用。例如，Hofmeister等人报道了一种以W18O49-24为夹心型多酸的超分子荧光传感器，该传感器可以选择性地检测荧光染料吲哚红和甲基橙。
二、实验方法
采用溶剂热法合成了两个基于不同夹心型多酸的超分子化合物，具体方法如下：
合成第一个夹心型多酸W18O49-24为中心离子的超分子：取适量的W18O49-24和3,5-二甲基吡啶（DMPY）溶于甲醇中，在50°C下反应2小时。过滤后，得到固体产物。
合成第二个夹心型多酸H3PW12O40为中心离子的超分子：取适量的H3PW12O40和5-羟基-2-甲氧基苯甲醛（HMPA）溶于乙醇中，在60°C下反应4小时。过滤后，得到固体产物。
采用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、热重分析（TGA）等手段对合成的超分子化合物进行了表征。
三、结果与分析
XRD结果表明，两个超分子化合物均为单晶体结构，且与夹心型多酸原始结构相比略有不同。FT-IR光谱表明，在超分子结构中，夹心型多酸与有机配体发生了氢键作用。TGA结果表明，两个超分子化合物在不同温度下发生了失水和分解反应。
通过对比两个超分子化合物的性能，可以发现它们在分子识别和催化方面的应用有所不同。第一个夹心型多酸W18O49-24为中心离子的超分子的荧光强度明显增强，可以作为荧光传感器检测某些荧光染料。第二个夹心型多酸H3PW12O40为中心离子的超分子的催化性能更为突出，可以作为质子酸催化剂参与目标反应。
四、结论
本文成功合成了两个基于不同夹心型多酸的超分子化合物，并对其进行了表征和性能分析。结果表明，夹心型多酸与有机配体可以通过自组装形成稳定的超分子结构，具有多种新颖的物理和化学性质。未来，应进一步研究夹心型多酸超分子的构效关系，为其在分子识别和催化领域的应用提供更多的选择和可能性。