开放骨架结构磷酸镓微孔晶体的水热合成与表征

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本论文主要研究在水热体系下,通过改变有机胺模板剂的种类,合成出具有新颖骨架结构的磷酸镓微孔化合物的方法,并摸索其工艺条件。在亚磷酸代替磷酸作为磷源的GaOOH-H3PO3-amine-H2O体系中,以二乙烯三胺为模板剂,获得了一例新型三维骨架结构的氟化磷酸镓微孔化合物[NH2(CH22NH(CH22NH2]Ga3(PO43(命名为HIT-16),对其进行了IR、TG、粉末XRD以及单晶结构解析CCD的表征及分析。结果表明:在HIT-16中,无机层与有机层之间严格交替排列,位于无机层间的二乙烯三胺平衡磷酸镓骨架的负电荷,同时它们又以氢键相互作用,即通过氢键N–H···O相连接,形成稳定的三维结构。其在[101]方向上呈现出十元环的孔道结构。HIT-16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。在亚磷酸代替磷酸作为磷源的GaOOH-H3PO3-amine-H2O体系中,以六次甲基四胺为模板剂,获得了一例3-D螺旋结构的手性氟化磷酸镓微孔化合物(H3O+3Ga2(PO43(命名为HIT-22)。对其进行了IR、TG、粉末XRD以及单晶结构解析CCD的表征及分析。结果表明:孔道中空,未被有机胺分子占据,这为解决微孔材料去模板剂化的难题和实际应用提供了实验依据;其骨架中存在着独特的左右螺旋结构,在特定的方向上形成了类似于C60的结构,并形成了十元环。在[100]方向上,其具有规整的8,12-元环孔道。HIT-22是由GaO5多面体与PO4多面体通过共享顶角连接而成的三维无机骨架结构。HIT-22的成功合成开辟了新型骨架结构无模板剂化微孔材料研究的新领域。应用水热合成技术,初步探索了亚磷酸镓微孔化合物的合成条件及影响因素。对亚磷酸镓的合成有了进一步的认识,为将来合成新颖骨架结构的亚磷酸镓提供了参考。
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