阳离子诱导及溶剂效应在类沸石材料合成中的应用与研究

摘要

离子模板和溶剂是合成类沸石材料的两个基本的条件，对于给定的金属中心和桥连分子，体系所包含的模板离子种类和使用的溶剂对产物的结构有着决定性的影响，同时也就决定了产物的性能。
　　 本文的研究内容主要是运用调节溶剂组分的手段，研究其对类沸石多孔材料产物结构和性质的影响，合成出了三种新型金属-有机混合框架材料Zn2（tpt）2（m-bdc）2H2O（1），Zn（tpt）2（H2O）4（OH）2（2），Zn2（tpt）（bdc）2（H2O）（3），用单晶X射线衍射、红外、紫外、热重和荧光等谱学手段进行了表征，并总结了相关合成规律。研究发现其中1具有特异性的光致变色现象，光致发光性能以及较高的热稳定性，并能够催化苯甲醛、氰基乙酸乙酯的Knoevenagel缩合反应。
　　 此外还利用离子液体（Ionic Liquid，IL）这样一种可以同时起到阴阳模板离子和溶剂作用的溶剂进行了无机氯化铅网络的合成，实验中以1-乙基-3-甲基咪唑的溴盐和1-丁基-3甲基咪唑的氯盐为溶剂，混以甲醇以降低体系粘度，增加离子热反应时的自生压力，并加入乙二胺作为共模板剂，合成出了Ag2Pb4Cl14（H2en）2（HCl）（4）和（EMIm）PbCl3（5）两种阳离子导向的氯铅网络并表征了晶体结构。其中4为首例Ag混杂的Pb-Cl三维多孔网络结构，并具有罕见的5-、6-、7-混合配位Pb中心，而5的结构则是由EMIm+包裹的一维氯铅链状结构。
　　 两个实验结果充分证明了阳离子效应和溶剂效应在类沸石多孔材料合成中的重要作用。本文的工作合成出了系列具有新颖结构和特异性能的新型功能无机分子，并为总结合成类沸石多孔材料的合成规律，以及探索结构与性质的关系积累了相关经验和数据。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 绪论

1.1 类沸石多孔材料的产生与发展

1.2 硅酸盐多孔材料

1.3 磷酸盐多孔材料

1.3.1 铝磷酸盐

1.3.2 过渡金属磷酸盐

1.4 有机-无机混杂骨架材料(Metal-Organic Frame Works，MOFs)

1.5 其他多孔材料

1.6 性质与结构

1.7 决定结构的因素

1.7.1 溶剂的效应

1.7.2 模板效应

1.7.3 pH值、温度及浓度

1.8 本课题的研究意义、目的及实验设计思路

1.8.1 本课题的研究意义与目的

1.8.2 本课题的实验设计思路

第二章 溶剂效应对金属-有机混杂框架材料结构与性质的影响

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 实验试剂

2.2.2 实验设备

2.2.3 产物合成

2.2.4 合成条件与溶剂效应的讨论

2.2.5 单晶X射线衍射结构分析

2.2.6 红外光谱分析

2.2.7 热重分析

2.2.8 光致变色现象

2.2.9 含悬空碱性位点的MOF材料的催化性能研究

2.3 本章小结与讨论

第三章 离子热法合成金属卤化物框架材料

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 实验试剂

3.2.2 实验设备

3.2.3 氯铅簇(EMIm)PbCl3和银氯铅簇Ag2Pb4Cl14(H2en)2(HCl)的合成

3.2.4 单晶X射线衍射结构分析

3.3 本章小结

第四章 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢