一种钍-铁金属氧簇的合成、结构、磁性及在催化苄胺偶联反应中的应用

摘要

采用溶剂热法合成了一种新型带负电的钍-铁金属氧簇[Th₂Fe₁₀O₄（C₆H₅PO₃）₁₂（CH₃O）₈Cl₄]^6-(Th₂Fe₁₀)，并表征了其晶体结构、化学组成、磁性质和催化性能.单晶X射线衍射数据显示，Th₂Fe₁₀为一种新型十二核Th-Fe金属氧簇，Th（Ⅳ）和Fe（Ⅲ）离子的协同水解、醇解和缩聚反应以及苯基膦酸根的钝化作用促进了该簇合物的形成.Th₂Fe₁₀不仅是第二例被报道的Th-Fe氧簇，也是为数不多的锕系-过渡金属氧簇之一.光性质和磁性质表征结果表明，Th₂Fe₁₀晶体具有显著的吸收可见光的特性，且Fe（Ⅲ）离子间展现出强的反铁磁交换作用.催化反应结果表明，Th₂Fe₁₀具有优良的催化苄胺偶联反应的性能，实现了高达94%的转化率和96%的选择性，且经过多次循环使用后，仍保持良好的催化性能.活性物种清除实验表明，电子、空穴、¹O₂和·OH在催化过程中具有重要作用，并通过电化学测试和电子顺磁共振谱（EPR）进行了验证.基于以上实验结果推测了催化反应机理.

关键词

异金属氧簇 / 钍-铁氧簇 / 磁性 / 催化性能 / 苄胺偶联反应