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《吉林大学》 2010年
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过渡金属硼磷酸盐化合物的合成、结构与性质研究

杨玮婷  
【摘要】: 本论文研究了开放骨架过渡金属硼磷酸盐化合物的合成、结构及相关性质。利用硼酸熔融法和水热法,合成了一系列具有新颖骨架结构的硼磷酸盐化合物,对其合成、结构及相应的性质进行了详细的研究。主要结果如下:? 1.利用硼酸熔融法从H_3BO_3-V_2O_5-Na_2HPO_4·12H_2O体系合成出了一个具有新颖三维开放骨架硼磷酸钒化合物Na_2[VB_3P_2O_(12)(OH)]·2.92H_2O。该化合物包含多维交叉的8元环、12元环和16元环孔道,是首例含有笼状结构的硼磷酸盐化合物。 2.利用硼酸熔融法从H_3_BO_3-MnCl_2·2H_2O-H_3PO4-NH_2COCH_3体系合成出了一个具有新颖开放骨架硼磷酸锰化合物(NH_4)_6[Mn_3B_6P_9O_(36)(OH)_3]·4H_2O。该化合物沿[001]方向具有一维12元环直孔道,自由孔径为7.105×7.138 A。硼磷酸阴离子部分结构含有新颖的B/P比为2/3的基本结构单元。磁性研究表明该化合物含有弱的铁磁性成分。 3.以二乙烯三胺为模板剂,在水热条件下合成了一个新的具有B/P比为4/7和混合价态铁的层状硼磷酸盐化合物(C_4N_3H_(16))(C_4N_3H_(15))_(0.5)[Fe_2B_4P_7O_(26)(OH)_4]。该化合物中含有罕见的无机阴离子双层结构,双层内含有沿[100]方向的8元环孔道。这个平行于ab面的无机双层彼此之间通过氢键连接构成三维的超分子骨架,含有拟10元环孔道。磁性研究表明该化合物在温度低于9.6 K时呈现亚铁磁性行为,2.0 K时的矫顽场和剩磁分别为2440 Oe和0.17μB。 4.以1,2-丙二胺和哌嗪为模板剂,在水热条件下合成了三个同构的含有机模板剂的过渡金属硼磷酸盐(C_3H_(12)N_2)[MnB_2P_3O_(12)(OH)]、(C_3H_(12)N_2)[FeB_2P_3O_(12)(OH)]和(C_4N_2H_(12))[FeB_2P_3O_(12)(OH)]。该系列同构化合物的骨架具有沿[011]、[011]和[100]方向的8元环、8元环和9元环三维交叉孔道。这些化合物的合成表明在合适的条件下1,2-丙二胺与哌嗪具有类似的模板能力,能够导向相同的骨架结构,但是对骨架的对称性和孔道形状有影响。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O613.81

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