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α-磷酸锆(α-ZrP)是一种层状无机材料,在客体分子引入层间后还能保持较为稳定的层板,而且其离子交换容量大,长径比可控,粒子尺寸分布较窄,可用于制备有机/无机纳米复合材料。由于其插层化合物在光学、电学、催化以及分子识别领域等具有广泛的应用而备受关注。α-ZrP的插层化合物的性能主要是由其结构所决定。然而,在探索这类材料结构的过程中,通常仅有少数的几种表征手段用于对其分析。如:XRD局限在给出其层间距的信息;IR只能得到一些官能团的信息。固体核磁共振是研究层状化合物及其相关体系的有力工具之一,它可以提供所研究核的局部化学环境和动力学行为等方面的信息。尤其在探索主客体分子之间相互作用方面能给出有意义的信息。本文运用固体核磁共振技术(13C CP/MAS NMR,31P MAS NMR和15N CP/MAS NMR)对丙胺插层、剥离α-ZrP行为的主客体分子之间的相互作用进行了研究。研究表明:在13C CP/MAS NMR谱中,与纯净丙胺的Cα的化学位移(44.6 ppm)相比,插层后丙胺的Cα的化学位移变化到41.3 ppm,这主要是由于插层后,丙胺发生质子化作用,由丙胺变为了丙胺离子所造成。在31P MAS NMR谱中,由于31P的化学位移受到去质子化作用以及氢键的强度和数量所影响,使其化学位移在一个较大的范围-21.6~-11.6之间变化。为了研究主客体相互作用形式与31P化学位移之间的关系,我们归纳出一个公式:δ=δH+∑AO+∑AN+∑DO其中,δH分别为:(1)δ>-18.7,δ=-11.6(对应发生去质子化的磷酸盐α-Zr(PO4)2-,标记为N)。(2)δ≤-18.7,δ=-21.6(对应质子化的磷酸盐α-Zr(HPO4)2,标记为P)。AO或AN分别表示磷酸根接受来自层间水中的O或插层胺中的N上的H形成的氢键。DO表示磷酸根给予H与层间水形成的氢键。AO或AN对31P MAS NMR谱化学位移的影响约为-1~-4 ppm;DO的影响约3 ppm。另外,在研究丙胺和α-ZrP主客体相互作用中,15N CP/MASNMR谱对探究氢键的强度及数量尤为重要。