新型骨架结构的磷酸镓类微孔晶体材料的水热合成

摘要

为了进一步发现新型孔道结构和新颖组成的微孔材料，本论文主要研究了在水热体系下，制备具有新型孔道骨架结构的磷酸镓和亚磷酸镓微孔晶体材料，探索该类型微孔材料合成方法和反应条件，并对它们的结构进行了全面表征。
　　在GaOOH-H3PO4-amine-H2O系统中，以1,8-辛二胺为模板剂，在氟离子体系下合成了一例新型三维骨架结构的氟化磷酸镓微孔晶体材料Ga3P3O12F·0.5[1,8-C8H22N2]（命名为HIT-6），对它进行了ICP、CHN、IR、TG、粉末XRD以及单晶结构解析CCD的表征及分析。基于单晶X射线衍射的结构解析结果表明：其在[001]方向上分别呈现出4,8-元环的孔道结构，在[010]方向上分别呈现4,10-元环的孔道结构，并且发现在HIT-6的结构中，含有结构独特的错位堆积的双层结构Layer-D。HIT-6的合成与表征，进一步开拓和丰富了磷酸镓微孔材料的骨架结构类型。
　　以亚磷酸代替磷酸作为磷源，在GaOOH-H3PO3-amine-H2O的体系中，以咪唑作为模板剂，成功地合成了一例新型亚磷酸镓类微孔晶体材料Ga4(HPO3)7(OH2)3·[C3H8N2]（命名为HIT-7）。对它的结构和性能进行了详细的表征和分析。单晶结构解析结果表明：其骨架中含有PO3H“假四面体”结构并呈现手性P中心，在[001]方向上呈现出4,6-元环的孔道结构，在[010]方向上则呈现8-元环的孔道结构。HIT-7的成功合成开辟了新型骨架结构的亚磷酸镓类型微孔材料研究的新领域。

目录

新型骨架结构的磷酸镓类微孔晶体

HYDROTHERMAL SYNTHESIS AND RESEARCH OF GALLIUM PHOSPHATES MICROPORE MATERIALS

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 无机微孔材料的发展概况

1.3 磷基酸盐微孔材料的发展

1.3.1 磷酸镓微孔材料的研究进展

1.3.2 超大微孔磷酸盐微孔材料的发展

1.3.3 手性微孔磷酸盐材料的发展

1.3.4 亚磷酸盐和有机磷酸盐

1.4 无机微孔晶体的合成方法的发展与新合成路线的开发

1.4.1 经典的水热合成方法

1.4.2 新合成路线开发

1.5 微孔材料的应用进展

1.5.1 传统催化剂领域

1.5.2 组装化学与功能材料的开发

1.6 课题主要研究内容

第2章 试验方法

2.1 试验药品与仪器

2.1.1 试验所需药品

2.1.2 试验所需仪器及设备

2.2 表征和测试方法

第3章 新型氟化磷酸镓HIT-6微孔晶体的水热合成与表征

3.1 前言

3.2 HIT-6的水热合成

3.2.1 HIT-6的水热合成方法

3.2.2 HIT-6的最佳合成条件

3.2.3 HIT-6 的合成影响因素分析

3.3 HIT-6的表征

3.3.1 微观晶体形貌分析

3.3.2 化学组成分析

3.3.3 XRD谱图分析

3.3.4 红外光谱分析

3.3.5 热重分析

3.4 HIT-6的结构表征

3.4.1 单晶结构确定

3.4.2 单晶结构描述

3.5 本章小结

第4章 新型亚磷酸镓（HIT-7）微孔晶体的水热合成与表征

4.1 前言

4.2 HIT-7的水热合成

4.2.1 HIT-7的合成方法

4.2.2 HIT-7的最佳合成条件

4.2.3 HIT-7的合成影响因素及分析

4.3 HIT-7的表征

4.3.1 微观晶体形貌分析

4.3.2 化学组成分析

4.3.3 XRD谱图分析

4.3.4 红外光谱分析

4.3.5 热重分析

4.4 HIT-7的结构表征

4.4.1 单晶结构确定

4.4.2 单晶结构描述

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致谢