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无机骨架过渡金属硫酸盐及沸石型配位聚合物的合成及表征

郭冬伟  
【摘要】:无机多孔材料由于它们具有规则而且均匀的孔道结构和良好的性能而被广泛应用于催化、离子交换、分离、吸附及主客化学等领域。因此设计合成那些结构中含[TO_4]构建单元的新型无机多孔材料例如磷酸盐,砷酸盐,硒酸盐,亚硒酸盐,锗酸盐,亚磷酸盐目前已经成为科学家们关注的领域。同样,金属硫酸盐中也存在[TO_4]构建单元,但是人们发现金属硫酸盐很难形成开孔骨架结构,并且由于采用水热合成技术导致在已知的结构中致密结构和低维结构居多。本论文针对这一问题而开展,报道了采用贫水溶剂(CH_3COOH, DMA)在溶剂热条件下成功合成了五种过渡金属硫酸盐:(NH_4)_8[Co_8(SO_4)_(12)] (1):正交晶系,空间群P2_1 , a = 10.0023(12) A, b = 10.002 A, c = 10.002 A,α=β=γ= 90.00°,其骨架具有三维结构; Co_(12)(SO_4)_(12) (2):单斜晶系,空间群C2/c, a = 12.644(4) A, b = 12.702(4) A, c = 6.480(2) A,α= 90.00°,β= 115.163(5)°,γ= 90.00°,其骨架具有类沸石分子筛拓扑结构; (NH_4)_2[Zn(SO_4)_2] (3):正交晶系,空间群P2_12_12_1,a=6.8592(9) A, b = 8.9750(11) A, c = 13.7210(17) A,α=β=γ= 90.00°,其骨架拥有手性金刚石型结构; Zn_2(SO_4)_2(C_(10)H_8N_2) (4):正交晶系,空间群Pccn, a = 9.5841(16) A, b = 22.054(4) A, c = 6.8224(12) A,α=β=γ=90.00°,其骨架具有三维层柱状结构; (C_4N_2H_(12))_2Mn_2(SO_4)_2Cl_4 (5):单斜晶系,空间群P2_1/c, a = 11.8375(17) A, b = 14.874(2) A, c = 12.1665(17) A,α= 90.00°,β= 104.637(2)°,γ= 90.00°,其骨架表现为一维链状结构。本论文还选用2-丁基咪唑(buim)为配体模拟沸石分子筛中O~(2-)的角色,分别选用Cd~(2+)和Zn~(2+)来模拟沸石分子筛中的T原子,合成了2种具有沸石分子筛拓扑结构ANA的配位聚合物。分别为:[Cd(buim)_2] (6), [Zn(buim)_2] (7)。


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