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锗磷酸盐是锗酸盐和磷酸盐体系的延伸,是微孔分子筛的的一个分支,在石油化工、催化、吸附等领域都具有潜在的应用价值。锗磷酸盐的研究还处于初级阶段,已知化合物少(十几种结构类型),结构较致密,低维结构的锗磷酸盐数量较少等。本文结合钴磷酸盐具有的优异的物理化学性能以及F离子在锗磷酸盐中的裁剪作用、或者是Co(en)3Cl3作为合成大孔道化合物的模板剂,采用溶剂热/水热法,合成出7个锗磷酸盐新化合物,并对其进行红外、热重、扫描电镜及能谱分析。取得的研究结果如下: (1)通过引入Cs离子作为模板剂,成功合成出一种一维链状结构的Cs[Ge(OH)(HPO4)2]。在原合成配方中引入F离子,得到了二维层状化合物Cs2GeF2(HPO4)2,氟离子取代锗周围的羟基成为终端离子,使得一维的锗氧链锗断开,成为不相连的锗氧八面体,体现了F离子的裁剪作用。 (2)通过引入F离子,实现了从二维层状结构到一维带状结构的结构去组装,在二维层状化合物KCoGe(OH)2(H0.5PO4)2中,氟离子取代锗周围的一个羟基成为终端离子,切断了CoO4(OH)2八面体和GeO6八面体的连接,形成一维带状结构K4[CoGe2F2(OH)2(PO4)2(HPO4)2]·2H2O,这充分体现了F离子的裁剪作用。同时,为了扩大层间距离,我们将具有更大离子半径的Cs+离子引入该层状化合物体系,成功合成出与KCoGe(OH)2(H0.5PO4)2同构的化合物CsCoGe(OH)2(H0.5PO4)2。 (3)通过引入结构较为稳定的配位化合物Co(en)3Cl3作为模板剂,成功合成了四种新型的锗磷酸盐。其中(NH4)4[Co4(HPO4)2][Ge2O(OH)(PO4)4]·nH2O和(NH4)4[Cox(Zn)4-x(HPO4)2][Ge2O(OH)(PO4)4]·nH2O是同构化合物,其结构和K3[MⅡ4(HPO4)2][Ge2O(OH)(PO4)4]·xH2O(MⅡ=Fe,Cd)结构类似。而淡黄色化合物Co(en)3GePO结构中含有有机物,这是第二个有机锗磷酸盐;另外还得到了Ge2(PO4)2(HPO4)·H2O,这是第5个纯锗磷酸盐,属于一维链状结构,也是纯锗磷酸盐中结构最为简单的化合物。