过渡金属氧化物分子线的合成、氧化还原性和催化氧化的研究。

Transition metal oxide molecular wires are constructed via assembly of transition metal oxide clusters as monomer linearly, which are interesting in fundamental researches and practical applications, because the materials have both properties of transition metal oxide and nano-structure. This project will study on the synthesis, characterization, and application of transition metal oxide molecular wires. The synthetic conditions of the materials will be investigated to obtain various new materials and achieve the elemental diversity for the transition metal oxide molecular wires. The formation mechanism research of the materials will be conducted to understand the self-assembly process during the material formation. The redox properties of the materials will be investigated to understand the relationship between chemical composition, oxidation state, and crystal structure during the redox processes and to achieve a stable redox cycle for the materials. The materials will be used as catalysts for C-H bond activation in liquid phase and used for selective oxidation of alkane.

过渡金属氧化物分子线是由简单金属氧化物为单体线性聚合而成的纯无机纳米线。该材料拥有过渡金属氧化物和纳米材料的双重性质，具有重要的基础研究和实际应用价值。本项目将深入研究过渡金属氧化物分子线的合成，表征和应用。通过对过渡金属氧化物分子线合成条件的探索，了解过渡金属氧化物分子线的生成机理掌握其自组装的规律，合成各种由不同过渡金属组成的金属氧化物分子线，实现体系的元素多样性。了解过渡金属氧化物分子线氧化还原反应时，化学组分、氧化态、晶体结构之间的变化关系，实现材料稳定的氧化还原。利用材料具备氧化还原性和纳米尺度的优势，实现材料在催化C-H活化以及液相氧化烷烃上的应用。

过渡金属氧化物分子线是由金属氧簇作为单体线性聚合而成的纯无机氧化物纳米分子线。该材料拥有过渡金属氧化物和纳米材料的双重性质，具有重要的基础研究和实际应用价值。在本项目的支持下，展开了1）新型过渡金属氧化物分子线的设计和合成、2）过渡金属氧化物分子线的结构表征、3）过渡金属氧化物分子线氧化还原性质的研究、4）过渡金属氧化物分子线的催化活性的主要研究内容。通过本研究成功实现了3种新型的过渡金属氧化物分子线的合成。通过使用XRD、FTIR、XPS、ICP、SEM、EDX等表征手段对新过渡金属氧化物分子线的结构进行表征，结果表明这3种过渡金属氧化物分子线是分别由[HPIIIMo6O21]2-、[PMo6O21.5]2-、[HPIIIVMo5O21]3-作为构筑单元线性连接生成的，这些分子线和水和阳离子进行进一步作用生成材料的晶体。研究了材料的氧化还原性以及氧化还原性对结构的影响。结果表明材料在氧化（200-350度在氧气下进行焙烧）时，材料的晶体结构稳定没有发生变化，有意思的是材料的局部结构会发生变化。材料具备热触发的氧化还原性和相关的结构改变性质。材料的中心PO3三角形会随着温度的升高和氧气反应生成P2O7这个共顶点的四面体。由于材料具备氧化还原性和纳米尺寸，因此材料可以作为纳米催化剂实现对醇的催化氧化反应。