新型亞磷酸(磷酸)鎵微孔晶體的水熱合成與結(jié)構(gòu)表征.pdf

1、應(yīng)用水熱合成技術(shù)，制備出新穎結(jié)構(gòu)的二維層狀、三維開放骨架結(jié)構(gòu)鎵系微孔材料HIT-n(n=15~18,HarbinInstituteofTechnology-n)，引入草酸體系制備亞磷酸鎵微孔化合物，合成出具有新穎骨架結(jié)構(gòu)的兩例亞磷酸鎵微孔化合物、兩例磷酸鎵微孔化合物，其中HIT-15為草酸亞磷酸鎵微孔材料，HIT-16為亞磷酸磷酸鎵微孔材料。應(yīng)用粉末XRD、IR、ICP、TG、單晶XRD等表征手段對HIT-n進行結(jié)構(gòu)及性能分析，運用大量

2、實驗摸索了合成方法和制備工藝。
　　以四甲基乙二胺為模板劑，草酸還原制備獲得了兩例新型微孔化合物HIT-15、HIT-16，對HIT-15進行各項表征顯示其為二維層狀結(jié)構(gòu)，單層結(jié)構(gòu)為梯形，無機鏈之間由草酸連接，層與層之間由模板劑支撐。HIT-15為成功將草酸引入亞磷酸鎵體系的微孔材料。HIT-16由八聚體雙四元環(huán)單元SBU-1與四聚體單元SBU-2交替連接構(gòu)成三維開放骨架結(jié)構(gòu)，沿[010]方向呈現(xiàn)12元環(huán)孔道結(jié)構(gòu)，有機胺與孔道的形

3、狀匹配可視為四甲基乙二胺具有模板效應(yīng)。HIT-16為亞磷酸磷酸鎵微孔材料。以1,3-丙二胺為模板劑，獲得二維層狀結(jié)構(gòu)的磷酸鎵微孔化合物HIT-17，表征分析結(jié)果顯示HIT-17由兩個二級結(jié)構(gòu)單元SBU-1和四聚體單元SBU-2連接構(gòu)成層狀結(jié)構(gòu)，單層結(jié)構(gòu)為一維鏈狀與一維梯形鏈嚴(yán)格交替連接，層與層之間由1,3-丙二胺支撐。另外，以四甲基氫氧化銨為模板劑，獲得三維結(jié)構(gòu)磷酸鎵微孔化合物HIT-18，結(jié)構(gòu)分析表明HIT-18在[001]方向具有兩

4、種6-元環(huán)孔道結(jié)構(gòu)，在c軸方向可分離出類似管狀的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)中的Ga(2)為統(tǒng)計無序，位置占有率為50％，產(chǎn)生無序的原因由四甲基氫氧化銨造成的。有機胺中的N原子空間位阻大難以與骨架形成氫鍵，質(zhì)子水起到平衡骨架電荷與支撐孔道的作用。
　　在亞磷酸代替磷酸作為磷源的GaOOH-H3PO3-amine-H2O體系中,引入草酸不僅可以作為還原劑防止亞磷酸被氧化為磷酸，而且草酸以其極強的配位能力參與骨架的構(gòu)建，為亞磷酸鎵微孔材料結(jié)構(gòu)的豐富以及