具有开放骨架结构氟化磷酸钛的水热合成及分子动力学辅助确定骨架中模板剂的位置

摘要

在水热体系中, 制备了一个具有三维开放骨架结构的氟化磷酸钛化合物Ti4(PO4)4(HPO4)2F2·[(CH3)2N(CH2)2NH3][H3O](简称TP-J3 J=Jilin university). 用X射线粉末衍射、元素分析、热重分析和X射线单晶衍射对其进行了表征. 单晶结构分析表明, 该化合物属于三斜晶系, P1空间群, 晶胞参数a=0.635 3(1) nm, b=0.869 9(2) nm, c=1.106 9(2) nm, α=93.94(3), β=90.13(3), γ=107.96(3), V=0.580 4(2) nm3, Z=2, R1=0.039 1, wR2=0.095 9, GOF=1.052. TP-J3的骨架结构可以看作是由次级结构单元(SBU)[Ti2(PO4)2(HPO4)F]通过氧桥共顶点相连构筑而成的, 在a和c方向形成了两种不同的八元环孔道, 两种孔道相互交叉, 形成了一种"类笼"结构. 通过计算模拟确定双质子化的模板剂存在于"类笼"中, 模板剂与骨架原子之间存在强烈的氢键作用, 可稳定骨架的结构.