论文部分内容阅读
分子筛材料因其可变的孔道化学组成,还有可调的孔道直径和孔道形状,在催化,分离,吸附等传统领域,以及任何由主客体化学决定系统行为的新型应用领域都有着广阔的应用前景。特别是具有超过12元环孔道的超大孔分子筛比传统的小孔(8元环),中孔(10元环),大孔(12元环)分子筛孔道更大,能够吸附和处理更大的客体分子。这也是传统催化化学和主客体化学中孜孜以求的。本论文利用高通量分子筛合成技术,并且结合自主设计合成的一系列有机导向剂,进行了系统的合成研究,主要研究成果如下。1.本论文从合成,结构,稳定性,假想结构等方面系统总结了超大孔分子筛的研究现状,并提出一系列超大孔合成原则。2.在以上合成原则的基础上,使用自主合成的新型单季铵盐导向剂在浓溶胶合成体系下成功合成出了新型锗硅酸盐分子筛ITQ-44。ITQ-44具有18×12×12的超大孔体系。有趣的是,该结构早在数年前就被Treacy等人从理论上预测出来。另外该结构具有从未报道过的双三元环次级结构单元。3.在与ITQ-44类似的合成条件下合成出了另外一个超大孔分子筛ITQ-43。ITQ-43分子筛的结构解析正在进行中。但该分子筛结构稳定足以脱出导向剂,结合X射线衍射峰位及Ar吸附孔分布分析可以判定,该分子筛为超大孔分子筛结构。4.本论文开发了一系列连续增长的单季铵盐导向剂,将其应用在高通量合成实验中。实验中我们系统的调变了Si/Ge, Al,(B)/(Si+Ge), F-/(Si+Ge), H2O/(Si+Ge)等参数。由于导向剂分子的连续变化,我们总结出一些关于超大孔分子筛的结论。5.本论文还开发了两个双季膦盐导向剂,以其为导向剂合成了ITQ-40大单晶。得到了比现有粉末结构更加准确和精细的结构信息。ITQ-40是一个具有16×16×15元环3D超大孔道系统和与ITQ-44相同的双三元环次级结构单元罕见的分子筛结构。单晶结构比较多晶结构最重要的不同就是在双三元环的中心有一个电子密度区,最有可能是氟离子。这是除主孔道内,双四元环中心和一些小笼结构中心之外另一个氟离子在骨架中的存在方式。