多金属氧酸盐水溶液性质随钼酸浓度的变化：第一性原理方法

《Journal of the Indian Chemical Society》：Polyoxometalates aqueous solutions properties evolution with molybdic acid: First principle approach

本研究通过理论模拟分析钼酸在含已有结构聚金属氧酸盐水溶液中的性质，证明可增加框架中钼和氧原子数量，从而扩大化合物结构。分隔符：

　　

阿里·哈尔查尼（Ali Harchani）

莫纳斯提尔大学（Université de Monastir），莫纳斯提尔科学学院（Faculté des Sciences de Monastir），5000莫纳斯提尔，突尼斯（Tunisia）

摘要

为了利用小分子多金属氧酸盐化合物制备大分子多金属氧酸盐化合物，本研究探讨了钼酸在多金属氧酸盐水溶液中的性质。该多金属氧酸盐化合物此前已由同一作者合成并研究了其结构。本研究基于新的理论模拟，通过混合性质分析、吸附和吸附模拟的结果证明了增加钼原子和氧原子数量的可能性，进而扩大了化合物的分子结构。这种方法提供的信息对于未来合成大型及巨型多金属氧酸盐化合物具有重要意义。

引言

多金属氧酸盐化合物自1826年以来就已为人所知[1]。大量此类化合物已被研究，特别是由过渡金属、氧原子和有机基团组成的具有复杂结构的化合物，由于其在多个领域（如医学、催化、材料科学、光化学应用、药物递送、磁学、蛋白质递送和生化分析[3]、[4]、[5]、[6]、[7]、[8]、[9]、[10]、[11]、[12]、[13]、[14]、[15]、[16]、[17]、[18]、[19]、[20]、[21]、[22]、[23]、[24]、[25]、[26]）中的广泛应用潜力，因此受到了广泛关注。最近，人们对这些化合物的制备及其潜在性质的研究更加重视。

从以往的研究来看，大多数研究集中在多金属氧酸盐的合成、结构分析及其实验性质上，而利用量子化学计算进行的理论研究相对较少[27]、[28]、[29]、[30]、[31]、[32]、[33]、[34]、[35]、[36]、[37]、[38]、[39]、[40]、[41]、[42]、[43]、[44]、[45]。理论预测和模拟同样具有很高的价值，因为它们能够揭示多金属原子的特性及相关现象，强调对称结构的重要性，并提供大量化学计算数据，这些数据在材料光学等应用中非常有用。

作者通过理论计算研究了钼酸在一种多金属氧酸盐化合物（C₆H₈N)₄[Se₂Mo₅O₂₁]·7H₂O [46]水溶液中的性质变化。该化合物此前已由同一作者合成并研究了其结构。本研究重点讨论了三种性质：混合性质分析、吸附和吸附模拟。模拟结果证明了增加钼原子和氧原子数量的可能性，从而扩大了化合物的分子结构。我们希望本研究提供的信息能有助于新的大型及巨型多金属氧酸盐化合物的合成。

计算细节

所有模拟均使用Biovia Materials Studio 23软件包[47]进行。选择水和钼酸作为反应物，以增加化合物中的钼原子和氧原子数量。计算采用蒙特卡洛（Monte Carlo）模拟方法，未对化合物的几何结构进行优化。混合性质分析、吸附和吸附模拟等性质研究均基于原始化合物的几何结构。

化学混合物性质分析

化学混合物能够产生具有优于单一成分的增强性能的材料，例如多金属氧酸盐化合物，同时还能根据特定需求制备新的化学产品，并通过稀释或稳定作用提高物质的安全性。在实验化学、医学和工业领域，混合物通过定制配方显著提升了效率和安全性。此外，混合物还具有其他多种应用价值。

结论

本研究通过采用有用的理论模拟方法，在多金属氧酸盐化学领域取得了新的进展。混合性质分析、吸附和吸附模拟的计算结果表明，增加化合物中钼原子和氧原子的数量是可行的，这有助于开发出具有更大分子结构和更优异性能的新多金属氧酸盐化合物。这种方法提供的信息对于多金属氧酸盐化学的发展具有重要意义。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究得到了突尼斯高等教育与科学研究部的支持。