多金属氧酸盐又称多酸（polyoxometalates，POMs），是前过渡金属离子的高氧化态（如 V、Mo、W 等）与氧形成的纳米级的金属－氧簇类化合物。

目前，POMs 功能化的材料在医药、磁性材料、环境保护、催化、能源转化和储能材料等尖端技术领域具有广阔的应用前景。

• 中文名

• 多酸

• 应用

• 合成催化剂

• 类型

• 含氧酸分子缩合去水

• 例子

• XM12O40等

• 应用

• 重要的储能材料

1. 1背景

2. 2性质简介

3. 3催化特性

1. 4多酸功能化储能材料的研究进展

2. ▪POMs功能化材料的制备

1. ▪多酸复合储能材料的应用

自1934年，学者们相继提出Keggin（XM₁₂O₄₀）、Dawson（X₂M₁₈O₆₂）、Anderson（XM₆O₂₄）、Waugh（XM₉O₃₂）、Silverton（XM₁₂O₄₂）以及Lindqvist（M₆O₁₉）六种基本结构，具有以下特点：

（1）结构多样性、可修饰性和可调变性，具有较强的电子和质子转移/存储能力；

（2）优异的氧化还原性能；

（3）热稳定性高，相对分子质量较大（10³－10⁴） ，易溶于水。

POMs可以与多种功能材料结合并实现材料之间的协同作用。近年来，由于POMs功能化储能材料具有低成本、高效率、稳定性高、兼容性强等特性，有利于实现储能材料的工业化，因此受到科研工作者的极大关注。^[1]

多酸中含有相同酸根的称为同多酸，含有不同酸根的称为杂多酸；相应的盐称为同多酸盐和杂多酸盐。同多酸及其盐如重铬酸 H₂Cr₂O₇和重铬酸钾K₂Cr₂O₇；杂多酸及其盐如十二水合十二钼磷酸H₃【PMo₁₂O₄₀】·12H₂O和十二钼磷酸钾K₃【PMo₁₂O₄₀】。

多酸是一种多核配合物（见配位化合物）。化学元素中有近40种元素可形成多酸，包括各个成酸元素、两性元素以至若干金属性较强的元素。元素周期表（见彩图）中尤以第ⅤB和第ⅥB族元素能形成同多酸根离子。大部分含氧酸可以形成多酸；有些含氧酸，例如硝酸HNO₃和碳酸H₂CO₃不能缩合生成同多酸。多酸的结构问题尚未彻底解决。现在认为：钒酸根、钼酸根和钨酸根离子生成同多酸根离子是通过共有MO6（M表示V、Mo、W）八面体的顶点或棱边相联结,共面相联结的情况极少（图1）。

同多酸的聚合度类型有：

①有限而无定度缩合，如铬酸根离子等；

②有限而有一定度缩合，如钼酸根和钨酸根离子，有六多酸、十二多酸等；

③无限而无定度缩合，如硅酸根和磷酸根离子。单硅酸可缩合为二、三、四、……至极高聚硅酸，成为硅酸溶胶或凝胶的粒子。在杂多酸及其盐中，除碱金属和碱土金属外，几乎所有的金属元素都可作为中心原子（铬除外）。杂多酸一般是强酸，比它的母酸要强得多。通常，含有较小阳离子的杂多酸盐可溶于水，含有较大阳离子的盐则难溶解。例如Na盐可溶，Cs和Ba² 的杂多酸盐不溶，K 和Rb 的杂多酸盐难溶。
　　简单酸根离子溶液酸化时，逐渐生成各种同多酸根离子,其复杂性随酸度增高而增大。例如钼酸根离子仅存在于pH较高的溶液中，当pH降低至4～5时，发生质子化和去水作用，生成七钼酸根离子，在酸性更强的溶液中，生成八钼酸根离子。杂多酸盐通常可由酸化各组分酸的盐溶液制得，例如酸化钼酸盐和钨酸盐溶液，形成钼和钨的杂多酸根离子：多酸盐可用于化学分析，如钼磷酸盐可用于比色测定（见比色法），(NH₄)₃【PMo₁₂O₄₀】的难溶性可用于磷酸盐的重量分析。多酸盐还可做催化剂，如钨磷酸盐可催化乙烯聚合。此外，钼磷酸铊可用作无机离子交换剂。^[2]

1. 一级结构和二级结构

多酸阴离子结构称为一级结构，一级结构一般较为稳定；

由多酸阴离子、阳离子和结晶水或有机分子排列的三维结构称为二级结构，二级结构易发生变化，经常是某些催化反应的“反应场”。 具有确定的结构，有利于在分子或原子水平上设计或合成催化剂。独特的反应场。

2. 通常溶于极性溶剂，可用于均相和非均相催化反应体系。

3. 酸性

溶液中比一般的无机酸酸性要强，在丙酮中所测的酸强度顺序为：PW₁₂