用计算模拟方法研究Al3P4O3-16计量比的二维层状磷酸铝中的有机胺模板能力

将快速Monte Carlo方法与分子动力学方法相结合, 研究了不同种类有机分子在Al3P4O3-16计量比的二维层状磷酸铝形成中的模板能力. 依据主-客体之间非键相互作用能(包括范德华能、氢键能和库仑能), 可合理地解释已知实验现象, 并能有效地预测出适于形成某一特定无机层结构的有机胺模板剂. 通过选择理论预测的有机胺分子作为模板剂, 成功地合成了二维层状磷酸铝化合物Al3P4O16*1.5H3NC6H10NH3.     

新型过渡金属取代层状磷酸铝[C_4H_(11)N]_(0.77)[C_4H_(12)N]_(0.23)[C_3H_(12)N_2]_2[H_3O]_2·[Co_(0.23)Al_(5.77)P_8O_(32)]的共模板法合成及表征

采用共模板法以二乙胺和1,2-丙二胺为模板剂,合成了过渡金属取代的二维层状磷酸铝化合物[C4H11N]0.77[C4H1 2N]0.23[C3H12N2]2[Co0.2 3Al5.77P8O32][H3O]2(1).通过X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、元素分析(ICP-AES及CHN)、固体紫外-可见分析(Solid-UV-Vis)及扫描电子显微镜(SEM)等对化合物1进行了表征.该化合物属三斜晶系,P 1-空间群,晶胞参数a=0.95029(19)nm,b=1.2689(3)nm,c=1.2987(3)nm,α=118.70(3)°,β=97.64(3)°,γ=99.72(3)°,V=1.3117(5)nm3,Z=1.其无机骨架由铝(或钴)氧四面体(AlO4或CoO4)和磷氧四面体PO3(O)严格交替连接形成4,6,12-网层结构,无机层沿[001]方向堆砌成一维十二元环孔道.Co无序取代Al的位置,其Co/Al摩尔比约为1∶25.1.运用分子动力学模拟的方法,通过计算有机模板剂和无机骨架的相互作用,讨论了2种有机胺分子的共模板作用.     

新型层状磷酸铝[Al6P8O32][(C2H5)2NHCH2CH2NH3]2·[C2H5NH2CH2CH2NH2C2H5] 的合成、表征及其共模板作用

在溶剂热体系中,以N,N-二乙基乙二胺为结构导向剂,合成了Al/P为3/4的层状磷酸铝[Al6P8O32][(C2H5)2NHCH2CH2NH3]2·[C2H5NH2CH2CH2NH2C2H5]单晶,并通过X射线单晶衍射结构分析.XRD,ICP,元素分析,差热-热重分析等手段进行了表征.该化合物属单斜晶系,P2(1)/c空间群,晶胞参数:a=0.90945(2)nm,b=1.46424(4)nm,c=1.87572(5)nm,β=102.672(2)°,Z=4.其阴离子层由AlO4四面体和PO3(=O)四面体单元交替连接构成,形成四、六、八元环拓扑结构,无机层以ABAB方式堆积,两种质子化的有机胺分子N,N-二乙基乙二胺及其重排产物N,N′-二乙基乙二胺填充在层间.用分子动力学模拟方法,考察了标题化合物中有机胺与无机层间的相互作用,讨论了这两种有机胺的共模板作用.     

在不同非水溶剂中用外消旋体异丙醇胺模板合成二维层状化合物Al3P4O16*[NH3CH2CH(OH)CH3]2*[NH4]

通过采用水热和溶剂热合成技术, 一系列n(Al)/n(P)≤1且结构多样的新型磷酸铝已被合成, 其中包括三维骨架化合物JDF-20[1], AlPO-HDA[2], AlPO-DETA[3]和具有不同化学计量比的低维化合物, 丰富了磷酸铝族化合物. 低维化合物的n(Al)/n(P)比可从1[4,5]降到4/5[6], 3/4[7～9], 2/3[10]甚至1/2[11]; 它们含有比三维化合物更多的端基P-OH或PO键. 根据Ozin等[10]提出的模型, 这些端基P-OH和PO基团在自组装构造三维骨架过程中起到关键作用, 且端基P-OH和PO基团在非水溶剂中比在水中更稳定. 现在已知的[Al3P4O16]3-层状结构分别由4×6, 4×8, 8×8, 4×6×8和4×6×12元环构成. 本文介绍一种在不同的非水溶剂中用外消旋的异丙醇胺作模板剂合成的二维4×6×8元环层状化合物Al3P4O16*[NH3CH2CH(OH)CH3]2*[NH4]. 该化合物由含AlO4和PO4四面体交替连接形成的4×6×8元环[Al3P4O16]3-巨阴离子层和位于层间区域的外消旋的质子化异丙醇胺阳离子与铵根离子组成.     

开放骨架磷酸铝合成中F~-对有机胺结构导向效应的影响

研究了在开放骨架磷酸铝合成中氟离子对乙二胺(en)和二乙烯三胺(deta)的结构导向效应的影响.在水热条件下,以乙二胺为结构导向剂,分别从摩尔组成为n(Al2O3)∶n(P2O5)∶n(en)∶n(H2O)=1.0∶1.5∶18.0∶147和n(Al2O3)∶n(P2O5)∶n(en)∶n(HF)∶n(H2O)=1.0∶1.5∶18.0∶3.0∶147的初始混合物中晶化出二维层状磷酸铝Al2P2O9·NH3(CH2)2NH3(Ui O-13)和Al F(HPO4)·NH2(CH2)2NH2(1);以二乙烯三胺为结构导向剂,分别从摩尔组成为n(Al2O3)∶n(P2O5)∶n(deta)∶n(H2O)=1.0∶4.0∶3.0∶153和n(Al2O3)∶n(P2O5)∶n(deta)∶n(HF)∶n(H2O)=1.0∶4.0∶3.0∶3.0∶153的初始混合物中晶化出了三维开放骨架磷酸铝Al4P5O20(H2O)2·C4N3H16(Al PO-CJ31)和一维链状磷酸铝Al2P4O10(OH)3F·C4N3H15(2),表明凝胶中的F-显著改变了乙二胺和二乙烯三胺的结构导向效应.详细对比分析了Ui O-13和化合物1以及AlPO-CJ31和化合物2的结构,探讨了F-对乙二胺和二乙烯三胺的结构导向效应的影响及F-与有机胺的协同结构导向效应.     

数据挖掘辅助定向合成(Ⅰ)具有特定孔道结构的微孔磷酸铝

采用决策树方法对微孔磷酸铝的合成反应数据库进行了数据挖掘研究, 结果表明, 有机胺模板剂的属性对特定孔道的生成起着至关重要的作用. 进一步分析得到合成十二元环AlPO4-5微孔磷酸铝的约束条件, 并从理论上预测出用于合成十二元环AlPO4-5微孔磷酸铝的一系列新的有机胺模板剂. 部分理论分析结果得到了分子力学计算的有力支持, 并被合成实验所验证.     

芳香胺对微孔层状磷酸铝材料的剥离与嵌入

用XRD和SEM研究了芳香胺对微孔层状磷酸铝 [Al3P4O16][CH3CH2NH3]3和[Al2P3O10(OH)2]•[C6NH8]的剥离和嵌入过程, 结果发现, 芳香胺本身的碱性大小是形成新的柱撑物的关键. 卞胺是碱性较强的芳香胺, 可以很好地将磷酸铝剥离并嵌入到层间形成新的层状化合物; 而碱性较弱的苯胺却无法做到. 新柱撑物形成的速度除与介质的介电常数和芳香胺的加入量有关外, 还取决于原有磷酸铝层板间相互作用的强弱.     

用分子动力学模拟方法研究层孔与微孔磷酸铝化合 物中有机胺的模板作用: 指 导定向合成的有效途径

用分子动力学方法,研究了有机胺模板剂对二维层孔与三维微孔磷酸铝化合物的模板作用。依据主-客体间的非键相互作用能量,可以有效地预测出适于某一特定结构的有机胺模板剂。通过选择理论预测的有机胺分子作模板剂,在溶剂热体系中可以定向地合成出具有特定结构的化合物。这一工作对于微孔功能体系的分子工程学研究具有一定的指导意义。     

层状磷酸铝UT-4的固体核磁共振研究

用吡啶代替四乙二醇作为溶剂, 在Al2O3-H3PO4-C6H11NH2-Py体系下合成出层状阴离子骨架磷酸铝［Al2P3O12H］2-·2［C6H11NH+3］(UT-4)的纯晶相, 采用一维27Al， 31P MAS NMR , 1H→31P CP(Cross Polarization)以及二维27Al- 31P HETCOR(Heteronuclear Correlation)高分辨固体核磁共振技术对其骨架结构进行了表征. 采用两种方法对 27Al信号进行了归属, 并通过分析27Al-31P HETCOR谱对31P 信号进行了归属.     

用分子动力学模拟方法研究层孔与微孔磷酸铝化合 物中有机胺的模板作用: 指 导定向合成的有效途径

用分子动力学方法,研究了有机胺模板剂对二维层孔与三维微孔磷酸铝化合物的模板作用。依据主-客体间的非键相互作用能量,可以有效地预测出适于某一特定结构的有机胺模板剂。通过选择理论预测的有机胺分子作模板剂,在溶剂热体系中可以定向地合成出具有特定结构的化合物。这一工作对于微孔功能体系的分子工程学研究具有一定的指导意义。     

Keggin结构阳离子[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+与杂多阴离子构筑的新型无机纳米簇凝胶

多金属氧酸盐（Polyoxometalates POMs）化学已成为材料科学、医学、催化及光化学等诸多领域的活跃研究课题[1～5]。     

浓碱高苛性比铝酸钠溶液中水合铝硅酸钠形成的动力学研究

研究了沈碱高苛性比铝酸钠溶液中水合铝硅酸钠形成的动力学行为,反应对Ａｌ（ＯＨ）４＾－,ＳｉＯ２（ＯＨ）２＾２－均为一级反应。结合溶液的结构和沸石形成机理,提出了五配位中间体形成机理。提高反应温度,降低碱浓度,加强搅拌或加入晶种（或杂质）均有利于水合铝硅酸钠的形成。     

四铁取代的夹心型钨砷酸盐的合成及玻碳电极表面多层膜组装与电催化性质研究

碳电极表面的修饰在电化学和材料科学中很重要 .最近 ,通过层与层电子间的相互作用来自组装修饰玻碳电极已引起人们的关注 [1] .运用这种方法可将一些功能团修饰到电极表面 ,赋予电极一些新的功能 [2 ] .过渡金属取代的多金属氧酸盐不仅在配位环境 ,而且在催化活性方面都类似于金属卟啉和其它大环配体金属配合物 [3] .将其修饰到玻碳电极表面已有文献报道 [4 ] .由于修饰电极的厚度可控、成分可调及具有良好的电催化活性 ,在生物传感器和电子器件等方面具有潜在的应用前景 .取代型夹心型多金属氧酸盐具有大摩尔质量和高电荷密度 ,表现出优秀…     

含羧/酯基有机分子对氧化铝微粒形态调控作用研究

研究了液相法制备纳米微粒过程中，某些含羧／酯基有机分子（乙酸， 乙酰乙酸乙酯，聚酰胺羧酸盐等）分别在水相和有机相中对氧化铝纳米微粒形态的调控作用，通过选择该类有机物的种类和用量，制备了不同粒径范围的球形和不同长径比的纤维状Al2O3纳米粒子，并结合有关理论讨论了官能氧在不同合成介质中对颗粒形态调控的可能机理。     

溶液中M(H_2O)_6~(2+/3+)(M=V,Cr,Mn,Fe,Co)自交换电子转移体系内层重组能和活化能的理论研究

通过建立电子转移过程的活化模型和重组模型,提出了用量子化学从头算方法研究电子转移过程内层重组能和活化能的新方法．在ＵＭＰ２／６－３１１Ｇ水平上获得了５对过渡金属水合离子体系Ｍ（Ｈ２Ｏ）２＋／３＋６（Ｍ＝Ｖ,Ｃｒ,Ｍｎ,Ｆｅ,Ｃｏ）自交换反应的内层重组能和活化能,获得了与Ｍａｒｃｕｓ电子转移理论相一致的结果     

微孔多酸CsxH5-xPW10V2O40/SiO2的制备及氧化催化作用

Keggin结构杂多酸在固相体系中的催化作用引起了人们的极大兴趣[1～3].性能稳定的杂多酸铯盐催化剂在非均相催化体系中已有广泛的应用,然而由于其在液固体系中通常呈现牛奶状,难以分离和重新使用,尽管化学家们以各种材料作为这些催化剂的载体进行了许多固载化尝试[4～6],但至今尚未从根本上解决这一难题.因此,开发高比表面的耐水微孔固体杂多酸催化剂是多酸催化化学领域中具有理论和实际意义的课题.本文采用Sol-Gel技术,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,水解产生的具有网络结构的SiO2凝胶为载体,在钒取代型Keggin结构杂多酸CsxH5-xPW10V2O40存在下,制得通式为CsxH5-xPW10V2O40/SiO2的固体双功能微孔杂多酸; 以30%H2O2为氧化剂,以苯甲醇氧化为模型反应,研究其液-固体系中的催化作用.     

MCM-41分子筛负载钼钴系催化剂的程序升温硫化研究

采用程序升温硫化（TPS）技术，研究了负载于MCM－41分子筛的钼钴系催化剂的性能，根据TPOS结果可知，（1）载体和MoO3相互作用的强度顺序如下：Al2O3＞Al2O3-MCM-41＞MCM－41＞TiO2－MCM－41，说明TiO2具有削弱MCM－41和MoO3作用的能力；而Al2O3则相反，它增加了MoO3和MCM－41的相互作用。（2）助剂CoO对负载于未经改性的MCM－41载体上的MoO3的硫化没有明显的促进作用，这和以Al2O3为载体的情况下不同，在Al2O3上，MoO3和CoO可能生成Co-Mo－O复合相，从而促进了MoO3的硫化。（3）助剂CoO对负载于经TiO2和Al2O3改性的MCM－41上的MoO3的硫化起了促进作用。     

液相控制沉淀法制备纳米级Co3O4微粉

报道了一种液相控制沉淀与分解制备Co3O4超微粉的方法.研究表明,采用液相沉淀控制技术,无需引入高分子保护剂,同样可以制备出晶粒细小、粒度分布均匀、无团聚的高质量Co3O4超微粉.该法工艺简单、成本低、产率高.     

SnCl4催化丙酮与过氧化氢反应制取大环过氧化物

Ｈ２Ｏ２与过渡金属构成的催化体系可选择性地氧化烃类化合物,如芳烃的羟基化和烯烃的环氧化等［１～３］,且Ｈ２Ｏ２在应用中无环境污染,是一种颇有前途的氧化剂．有关金属催化Ｈ２Ｏ２与酮类化合物反应的报道很少．已知在无机酸催化下环酮（环己酮或环戊酮）与Ｈ２Ｏ...     

长寿命高选择性液膜碘离子电极的研究

合成了ＰＶＣ－双硫腙－Ｈｂ（Ⅱ）载体,以该载体物质制备了高选择性碘离子电极,其选择性次序为：Ｉ＾－〉〉ＣｌＯ４＾－４〉ＳＣＮ＾－ＮＯ＾２》Ｓａｌ＾－Ｂｒ＾－〉ＮＯ＾－３〉Ｃｌ＾－。电极对碘离子的线性响范围为１＊１０＾－３－５＊１０＾－７ｍｏｌ／Ｌ,检测了下限为２＊１０＾－７ｍｏｌ／Ｌ。