论文部分内容阅读
微孔材料结构的独特性质使其在催化,离子交换,吸附和放射性废物处理等方面有丰富的研究内容。作为新型微孔材料锗酸盐的合成,结构分析及其性质研究不仅具有理论研究意义,而且具有潜在的应用前景。本文以有机胺,金属-有机配合物等做模板剂,在水热条件下合成了9种未见文献报道的锗酸盐化合物,通过X-射线衍射技术确定了它们的晶体结构,并利用元素分析(ICP),红外光谱(FI-IR)对它们的结构进行了表征,同时也对所合成化合物进行了热重(TG)等性质研究。1.在水热条件下合成了三种新的锗酸盐,Ge7O12(OH)4(C4N3H13)0.5(H2O)5 1,Ge7O12(OH)4 (H2O)6 2和Ge7O12(OH)4(C4NH11)1.5(H2O) 1.5 3,并且分别通过IR光谱,粉末X射线衍射,热重和单晶X射线衍射对其进行了表征。化合物1:立方晶系,空间群P-43m, a = 7.7119(5) A, V= 458.65(5) A3, Z=1.化合物2:立方晶系,空间群P-43m, a = 7.7653(17) A, V= 457.48(17) A3, Z=1.化合物3:立方晶系,空间群P-43m, a = 7.705(2) A, V= 457.4(2)A3, Z=1.这三种锗酸盐拥有相同的无机拓扑结构,它的结构由Ge4(OH)4立方烷和交替的手性双螺旋Ge-O链相连接组成。2.在水热条件下合成了两种新的锗酸盐, Ge7O12(OH)4(C6N4H18)1.2 4和Ge10O20(H2O)(C6N4H18)0.4 5,并且分别通过IR光谱,粉末X射线衍射,热重和单晶X射线衍射对其进行了表征。化合物4:立方晶系,空间群P-43m, a = 7.7080 A, V= 457.96 A3, Z=1, R1 =0.0259 [I>2σ(I)] , wR2 =0.0760。化合物5:四方晶系,空间群P4/mcc,a = 8.8315 A, c= 14.4466 A, V= 1126.77 A3, Z=2, R1 =0.0282 [I>2σ(I)],wR2 =0.0797.尽管这两个锗酸盐均利用三乙烯四胺作模板剂,但具有不同的拓扑结构。化合物4的三维结构是由Ge4(OH)4立方烷和GeO4四面体组成,拥有一个8元环孔道的拓扑结构。而化合物5与报道的锗酸盐ASU-7具有相同的结构,由双四元环(D4R, Ge8)和GeO4四面体组成。3.在水热条件下合成了两个新的锗酸盐,Ge25O46(OH)10(C6N4H22)0.5(H2O)6 6和Ge25O46(OH)10(C8N5H27)0.5 (H2O)6 7 ,并且分别通过IR光谱,粉末X射线衍射,热重和单晶X射线衍射对其进行了表征。化合物6:四方晶系,空间群I4/m,a = b =10.5002(8) A , c= 36.839(6) A, V= 4061.7(8) A3, Z=2.化合物7:四方晶系,空间群I4/m, a = b = 10.4968(2) A, c= 36.9635(13) A, V= 4072.74(18) A3, Z=2.这两个锗酸盐具有相同的带有10元环孔道的新颖的无机拓扑结构。4.在GeO2- H3BO3-Pb(OAC)2.3H2O-Pyride-H2O-HF体系中,以有机胺为模板剂,合成了PbGeO3 8这种新型的锗酸盐,并对其进行晶体结构表征。化合物8:三方晶系,空间群R-3, a = 9.3282A,α=β=γ=113.4560°, V= 537.36(9) A3, Z=18.该化合物的三维拓扑结构沿着晶体学[111]方向具有六元环孔道。5.在水热条件下合成了一种新的锗酸盐(C10H18N)2[GeF6] 9,尽管我们用经典的方法在水热的条件下合成锗酸盐,但得到的是一种简单的含盐酸金刚烷胺离子和氟化锗离子的盐。化合物9:单斜晶系,空间群C2/m, a = 11.099 (2) A,b = 6.7458 (13) A,c = 14.179 (3) A,β=97.844(3)°, V= 1051.7 (4) A 3, Z=2.它的结构中包含位于晶体学对称面上的离散的金刚烷胺阳离子,而无序的六氟锗酸盐阴离子位于2/m对称点。Ge被6个F配位形成GeF6八面体,两个F原子位于对称面上,另外四个F原子各以50%的占有率占据在八面体的其它的位置。阳离子和阴离子通过N—H…F氢键连接形成二维层状结构。