具有开放骨架过渡金属亚磷酸盐的水热/溶剂热合成及性质研究

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无机微孔化合物由于具有独特的孔道结构而被广泛地应用于催化、吸附、离子交换、分离和主-客体组装等领域,因此具有新型结构的微孔化合物的设计、合成以及新合成路线的开发一直备受关注。硅铝酸盐是最为人们所熟悉的微孔分子筛,近年来,微孔分子筛与具有磁学、光学、电子传导和铁电性质的多功能过渡金属化合物相结合的新材料的开发研究尤其令人瞩目。具有开放骨架结构的金属磷酸盐、亚磷酸盐、砷酸盐、锗酸盐、硒酸盐、硫酸盐、碳酸盐等类沸石无机微孔化合物相继被合成出来,其新颖的化学组成、结构以及独特的物化性能受到人们的关注,极大的丰富了无机微孔晶体的合成化学,拓展了无机微孔化合物的应用领域。在本论文中,我们采用水热/溶剂热合成技术,通过选择合适的模板剂或结构导向剂,探索合成具有新颖结构的亚磷酸盐(化合物1-4)和硫酸盐化合物(化合物5-7),所取得的主要研究成果如下:化合物1 Co(HPO3)(py)是由四面体CoO3N和假四面体HPO32-严格交替形成的一维梯形链状结构。化合物2 [Co(OH)(py)3][Co(py)2][HPO2(OH)]3是由共顶点的六员环构成的一维链状结构。化合物3 [Zn2 (H2O)4 (HPO3)2]·H2O为纯无机三维开放骨架结构的亚磷酸锌。由四元环共顶点构成一维链,一维链通过ZnO2(H2O)4连接形成了三维结构,不同方向存在着12-和16-员环交叉孔道。化合物4 [Co(H2O)4Zn(HPO3)2]·H2O二元金属亚磷酸盐,引入二价钴原子,钴原子取代了ZnO2(H2O)4中锌的位置形成CoO2(H2O)4八面体,将一维链连接成三维结构。化合物5 (NH4)[{Zn(H2O)4}0.5Zn2(HPO3)3]是由四面体ZnO4、假四面体HPO3和八面体的Zn(H2O)6相互连接构成的具有4.8-net网层状结构。化合物6 {[Cu4(μ4-O)(py)4(SO44][μ-Cu(py)(DMF)2]}n和化合物7 {[Cu4(μ4-O)(py)4(SO44][μ-Cu(py)4]}n结构中都含有四核铜,四核铜通过另一个独立的铜原子彼此相连形成一维链状结构。化合物8 [Cu(SO4)(C5H6N22(C3H7NO)2]为零维的单分子,通过氢键形成一维链状超分子结构。
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