Hydrothermal synthesis and characterization of tungsten oxide containing organic-inorganic hybrid material

Abstract

Importance and a wide area of applications of solid-state oxides are well known. Metal oxides crystallize in wide variety but simple structures. Lately general opinion is that piezoelectric, ferromagnetic and catalytic properties of simple oxide structures will be improved if the metal oxides could have more complicated and detailed crystal structures. Therefore, research interest increased towards synthesizing complicated crystal structures. One of the methods to increase the complexity of the structure is the modification of inorganic oxides with organic ligands to synthesize complex hybrid materials. There are a great number of organic-inorganic hybrid materials with Keggin or Lindqvist Polyoxometalates structure containing Molybdenum and Tungsten. Usually Obtaining multifunctional hybrid materials, mostly requires grafting an organic functionalized group into the lacunary Keggin structures [XM11O39](n+4)-. Only Tungsten containing polyoxometalates can form a stable lacunary Keggin structures. A Lindqvist structures [M6O19]2- can also self-assemble with organic dyes to form a stable hybrid materials which have important applications. These polyoxotungstates, as an inorganic building blocks, were combined with organic compounds to obtain organic-inorganic hybrid materials. The carboxylic acid functionalized organotin grafted lacunary Keggin structure was coupled with different amines using N, N’-dicyclohexylcarbodiimide (DCC). Another hybrid material was formed by the association of the Lindqvist POM with phosphine based BODIPY derivative dye. The synthesized compounds were all characterized by SEM, FT-IR, TGA and Powder XRD. Since one of the organic moiety use was a BODIPY-type organic dye, the fluorescence properties of these newly synthesized compounds were investigated.

Katı-hal oksitlerinin önemi ve geniş uygulama alanları olduğu bilinmektedir. Metal oksitler çok çeşitli şekilde kristallenmekte olup aynı zamanda basit yapılara da sahiplerdir. Son zamanlarda metal oksitlerin daha karmaşık ve detaylı kristal yapılara sahip olduklarında basit oksit yapıların pizoelektrik, ferromanyetik ve katalitik özelliklerinin geliştirilebileceği genel bir kanıdır. Bu sebeple, araştırmalar karmaşık kristal yapılara yoğunlaşmıştır. Yapıların karmaşıklığını arttıran yöntemlerden biri , anorganik oksitler ile organik ligandları birleştirerek karmaşık melez malzemeler sentezlemektir. Molibden ve tungsten içeren Keggin ve Lindqvist polioksometalleri ile oluşturulan organik-anorganik melez malzemelerin sayısı oldukça fazladır. Genellikle çok fonksiyonlu melez malzemeler elde edebilmek için organic grup içeren tamamlanmamış [XM11O39](n+4)- Keggin yapıları gerekmektedir. Yalnızca tungsten içeren polioksometaller kararlı tamamlanmamış Keggin yapıları oluşturabilmektedir. [M6O19]2- Lindqvist yapıları ise organik boyalarla kararlı melez malzemeler oluşturmaktadırlar. Organik-anorganik melez malzemeler elde etmek için polioksotungstenler, anorganik yapı taşı olarak organik bileşiklerle biraraya getirilmiştir. Karboksilik asit fonksiyonlu organotin içeren tamamlanmamış Keggin yapısı, N, N’- disikloheksilkarbodiimit (DCC) kullanılarak oluşturulan farklı aminlerle birleştirilmiştir. Bir diğer melez malzeme de Lindqvist POM ile fosfin içeren BODIPY türevi boyanın birleştirilmesiyle oluşturulmuştur. Sentezlenen bileşikler, SEM, FT-IR, TGA ve Toz- XRD yöntemleriyle karakterize edilmiştir. BODIPY türü organik boya kullanımından dolayı sentezlenen yeni malzemelerin floresans özellikleri de incelenmişti.