空旷骨架铌磷酸盐、硼酸盐和锗酸盐的合成、结构及性能
文献类型：学位论文
| 作者 | 刘广臻 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-05-28 |
| 授予单位 | 中国科学院福建物质结构研究所 |
| 授予地点 | 福建物质结构研究所 |
| 导师 | 杨国昱 |
| 关键词 | 微孔材料 空旷骨架 磷酸铌 硼酸盐 锗酸盐 模板剂 水热合成 |
| 其他题名 | Synthesis, Crystal Structure and Characterization of Open-Framework Niobium Phosphates, Borates and Germanates |
| 学位专业 | 无机化学 |
| 中文摘要 | 无机微孔化合物由于其在催化、吸附、离子交换等方面的广泛应用已成为固体合成化学的一个重要研究领域。这类材料最初是一些天然或人工合成的沸石及硅铝分子筛。自从1982年微孔磷酸铝的发现，不仅出现了许多新的类分子筛结构，而且微孔化合物的框架拓扑也日趋丰富。近年来，除了使无机微孔材料的骨架元素拓展到了周期表中许多新的组成区域，另一个引人注意的方面是一些具有超大孔道材料的合成使其在重油化工、生物化工和制药等大分子参与的化学过程中的实际应用具有了可能性。其中，磷酸盐和锗酸盐是两个最为重要的类分子筛研究体系，许多具有超大孔径的化合物都分别存在于这两个体系中。 对于磷酸盐体系，从组成上来看基于全部第一过渡金属和Ш(A)元素构建的微孔化合物已被广泛研究，因此把组成区域拓展到第二过渡金属的可行性探讨是一个有意义的课题。关于锗酸盐体系，根据规模化学和簇浓缩机制的概念，最近的一个新动向是使用簇建筑单元修饰已知简单拓扑以期获得一些具有超大孔道的化合物，这一思路是基于锗－氧多面体容易聚合成簇的特点，它提供了制备大孔道化合物的一个易操作性的设计方案。基于这些考虑，我们选择铌磷酸盐和锗酸盐体系做为本论文的研究重点，同时使用有机模板剂去诱导一些新的硼酸盐空旷骨架也是本论文的一个重要组成部分。我们分别围绕这三个预期目标展开了一些具体工作： 一、铌磷酸盐：本论文使用两步水(溶剂)热法合成了3例空旷骨架铌磷酸盐化合物。 NbOF(PO4)2(C2H10N2)2 (3-1) Zn3(NbOF)(PO4)4(C2H10N2)2 (3-2) Na13Nb3P6O28F2 (3-3) 其中，化合物3-1是首例有机模板的一维铌磷酸盐，在过渡金属Zn2+存在下它转变为化合物3-2的框架结构，该化合物具有新的分子筛拓扑类型；化合物3-3是目前报道的最空旷的铌磷酸盐层结构，它的单层内具有以前未知的6.12网络，而且显示了良好的离子交换性能。 二、硼酸盐：本论文使用水(溶剂)热法合成了3例有机模板的硼酸盐化合物。 (C6H14N2)(NH4)[BF4]3 (4-1) B3O4(OH)·0.5(C4H10N2) (4-2) AlB3O6(OH)·0.5(C2H10N2) (4-3) 其中，化合物4-1是由[H2DABCO]2+, [NH4]+ 和[BF4]-单元在空间的立方堆积形成一个分子形态的AMX3钙钛矿类型结构，它是首例基于三个复杂基团而形成的分子形态的钙钛矿，类似分子形态的钙钛矿只有两例报道；化合物4-2是首例杂化的硼酸盐层结构；化合物4-3则是一个有机模板的二维硼酸铝，结构中具有交替排列的疏水性和亲水性的区域是该化合物的一个显著特点。 三、锗酸盐：本论文使用水(溶剂)热法合成了3例空旷骨架的锗酸盐化合物。 [Ge7O14F3]·1.5[H2dien]·H2O (5-1) Ge7O14F3·0.5In(dien)2·0.5H3dien·2H2O (5-2) In2Ge6O15(OH)2(H2dien) (5-3) 其中，化合物5-1是由Ge7簇单元之间的直接连接构成的具有交替排列的8-MR和12-MR层结构；化合物5-2同样基于Ge7簇单元的连接却形成了一个10-MR排列的新的单层结构，层间含有一个未知的主族元素八面体配合物。化合物5-3是由以前未知的63网络锗酸盐层通过边共享的InO6八面体“之”字型链的连接形成的一个具有大的12-MR孔道的铟锗酸盐。 简言之，我们使用两步水(溶剂)热法克服了铌反应原料溶解性较低的弱点，合成了三例空旷骨架铌磷酸盐，由此贡献了一个新的分子筛框架拓扑和一个新的层拓扑；发现了一个具有潜在实际应用的阳离子交换剂和一个新的主族元素八面体配合物；把通常用作构建微孔化合物的13族和14簇元素拓展到一个新的铟－锗酸盐研究体系。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-05-09 |
| 页码 | 136 |
| 源URL | [http://ir.fjirsm.ac.cn/handle/350002/7930]  |
| 专题 | 福建物质结构研究所_中科院福建物质结构研究所_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘广臻. 空旷骨架铌磷酸盐、硼酸盐和锗酸盐的合成、结构及性能[D]. 福建物质结构研究所. 中国科学院福建物质结构研究所. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：福建物质结构研究所
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