新型鍺酸鹽微孔分子篩的合成與結構.pdf

1、無機微孔材料在催化、氣體吸附與分離、非線性光學材料、半導體材料、化學微反應器等主客體化學領域具有重要的應用.新型拓撲結構和新化學組成的微孔化合物的設計、合成及性質研究一直是人們關注的問題.盡管傳統(tǒng)的硅鋁酸鹽沸石在工業(yè)過程中已經得到了極其廣泛和重要的應用,但在水熱和溶劑熱體系下鍺酸鹽類沸石材料的合成研究還很少.鍺酸鹽具有非常有趣的結構特征,它的"金屬-氧"鍵長明顯大于硅鋁酸鹽中的鍵長,這又導致了它的T-O-T鍵角比硅鋁酸鹽小.該文詳細地研

2、究了鍺酸鹽類沸石材料的合成.我們的工作不僅局限于在已知沸石結構中引入新的組成元素,更重要的是探索合成方法以得到未知的新型拓撲結構.該文在溶劑熱和水熱條件下,分別采用有機胺和無機離子為結構導向劑,成功地合成出了十余種鍺酸鹽類沸石分子篩,并通過單晶結構解析對其結構進行了研究.這些新的無機微孔材料展現(xiàn)了許多獨特的結構點如具有螺旋鏈和具有奇數(shù)元環(huán)的結構.在這些材料中存在著三元環(huán)結構,研究證明三元環(huán)結構是形成超大孔道和低骨架密度的關鍵之一.在這些

3、鍺酸鹽結構中,骨架構成除了GeO<,4>四面體外,還有GeO<,5>三角雙錐、GeO<,6>八面體,這預示著鍺酸鹽分子篩可能具有更豐富的拓撲結構.該文根據電荷匹配原理和主客體對稱性匹配原理,還合成出了多種鍺酸鹽微孔結構.其中FDG-3具有螺旋鏈的a-石英結構;FDG-4具有雙螺旋帶的UCSB-7結構,其中FDG-4Ge是首次合成的純鍺的UCSB-7結構;FDG-5和FDG-6是由相同的二級結構單元(SBU)構成,SBU的不同的連接方式造