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以分子筛为代表的无机开放骨架化合物具有均一孔道分布,组成和结构的多样性以及独特的光电磁等物理化学性质,在催化、吸附、分离、离子交换和主客体组装等诸多领域具有广阔的应用前景。合成具有特殊功能和特殊骨架结构的无机开放骨架化合物一直是多孔材料研究领域的热点之一。本论文利用新近发展的离子热合成方法在磷酸铝,硼磷酸盐和亚磷酸盐体系进行了系统的合成研究,主要研究成果包括:1.在离子热条件下,首次使用共模板的方法成功合成出新型开放骨架结构磷酸铝化合物[Emim][MiaH][Al6P7O27(OH)] (JIS-1, Jilin Ionothermal Synthesis-1)。其结构在晶体学a, b, c方向分别存在10,10和8元环孔道。有机胺分子N-甲基咪唑和离子液体阳离子共同作为模板剂存在于孔道中。该化合物是第一例具有Al/P比为6/7的阴离子骨架磷酸铝化合物。2.首次利用离子热方法制备了金属亚磷酸镍化合物5H3O·[Ni8(HPO3)9Cl3]·1.5H2O (JIS-3)。其结构包含由NiO5Cl和NiO6八面体连接而成的二维十八元环网层结构,网层间通过HPO3假四面体单元连接形成三维骨架。该化合物沿[001]方向具有一维十八元环超大微孔孔道。粉末样品磁性测试表明,化合物在高温区表现为铁磁相互作用,在低温区表现为反铁磁相互作用,存在自旋翻转行为。通过“单晶”样品的磁性测试,我们细致研究了JIS-3在低温反铁磁基态下的磁各向异性,进一步揭示了结构中的自旋翻转行为,推测了其可能的磁结构。3.在离子热合成体系中合成了具有手性骨架结构的硼磷酸盐化合物(NH4)2[HBP2O8] (JIS-2)。该化合物包含不对称的左右手螺旋链,沿a, b, c方向具有三维12元环孔道。JIS-2具有Diamond拓扑连接构成的三维阴离子骨架结构。研究发现结构中的模板剂和骨架间较强的氢键相互作用可能是导致JIS-2手性形成的原因。离子交换实验表明,该化合物对碱金属K和Cs离子具有一定的离子交换能力。4.利用离子热方法合成了三个新颖过渡金属硼磷酸盐化合物:[Na6Co3B2P5O21Cl] H2O (JIS-4)、K5Mn2B2P5O19(OH)2 (JIS-5)、(NH4)8[Co2B4P8O30(OH)4] (JIS-6)。这三个化合物结构中包含相同的硼磷簇状阴离子结构基元,这些结构基元通过不同的连接方式形成三个新颖的结构。其中JIS-4是第一个具有硼磷比为2/5的三维硼磷酸盐。研究表明,反应体系中的水含量对相选择性和晶化速率有重要影响。5.在离子热合成体系中利用不同的有机胺为模板剂制备了三个磷酸铝化合物:[ImH]3 [Al3P4O16] (JIS-7)、H3O [ImH][MimH] [Al3P4O16]·(JIS-8)、H3O [Dmim]2[Al3P4O16] (JIS-9)。这三个化合物具有相同的二维4,6,8网层主体骨架结构。其中,JIS-8化合物由两种有机胺分子共同起结构导向的作用。而在化合物JIS-7和JIS-9中,模板剂分子之间存在着CH -π,π-π等超分子相互作用。