开放骨架磷酸铝合成中碳链长度对乙二胺结构导向效应的影响

以乙二胺(EDA)和1,3-丙二胺(1,3-DAP)为结构导向剂,在180 ℃加热摩尔比n(Al₂O₃):n(P₂O₅):n(R):n(H₂O)=1:1:1:277(R=EDA,1,3-DAP)的混合物,分别得到了高结晶度的三维阴离子开放骨架磷酸铝AlPO₄-12和UiO-26。 利用X射线粉末衍射分析、元素分析和液相酸碱度测量等表征手段,研究了两个合成体系的晶化过程以及晶化过程中液相的Al、P浓度和pH值随时间的演化。 用Materials Studio中的“原子体积和表面”模块和Dmol3模块计算了双质子化乙二胺和1,3-丙二胺的体积以及Hirshfeld电荷。 结果表明,双质子化EDA和1,3-DAP中N原子上的Hirshfeld电荷分别为0.073 e和0.064 e,按Hirshfeld电荷计算的电荷密度分别为1.8573和1.3400 e/nm³,按形式电荷计算的电荷密度分别为25.44和20.94 e/nm³,而AlPO₄-12和UiO-26的骨架电荷密度分别为-6.1和-4.6 e/nm³。 结果表明,与氨基中N原子相连碳链长度的改变会影响其上的电荷量以及电荷密度,从而改变原有机胺的结构导向效应,导致晶化产物从AlPO₄-12变成了具有较小电荷密度的UiO-26。     

二丙胺的结构微调对磷酸铝分子筛晶化过程影响的凝胶组成依赖性

以二丙胺异构体(二正丙胺DPA和二异丙胺D-i PA)为结构导向剂,在200℃加热2组反应原料物质的量之比不同的初始凝胶,合成出了高结晶度的磷酸铝分子筛Al PO4-11。利用X射线粉末衍射分析、元素分析等表征手段,研究了凝胶的晶化过程和液相的p H值以及Al和P的浓度演化。初始凝胶各组分物质的量之比为nAl2O3∶nP2O5∶nDPA/D-i PA∶nH2O=1.0∶1.0∶1.2∶75时,以DPA为结构导向剂,晶化过程中无中间相生成,而以D-i PA为结构导向剂时,晶化过程中生成了具有12元环孔道结构的磷酸铝分子筛Al PO4-5中间相;初始凝胶各组分物质的量之比为nAl2O3∶nP2O5∶nDPA/D-i PA∶nH2O=1.0∶1.0∶1.0∶75时,以DPA为结构导向剂,晶化过程中生成了具有18元环孔道结构的磷酸铝分子筛VPI-5中间相,而以D-i PA为结构导向剂时,晶化过程中同时出现了VPI-5及Al PO4-5两种中间相。表明对于同一种有机胺,凝胶物质的量之比的改变影响了其结构导向效应。理论计算结果显示质子化的DPA及D-i PA中N原子上的电荷有差异,表明有机胺的结构微调影响其结构导向效应,但该影响依赖于凝胶组成。     

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.     

敞开体系制备含铝中孔分子筛

在敞开体系中 ,以工业用水玻璃为硅源 ,以Al2 (SO4) 3 为铝源 ,以三甲基十六烷基溴化铵 (CTMAB)为模板剂 ,用H2 SO4调节浆料的pH值 ,在浆料混合物摩尔比组成为n(SiO2 )∶n(Na2 O)∶n(CTMAB)∶n(Al2 (SO4) 3 )∶n(H2 O) =7∶2 .0 8∶1.4∶(0 .0 875～ 0 .7)∶5 30的范围内 ,10 0℃搅拌晶化 2 4h ,合成出了含铝中孔分子筛 .利用XRD ,IR和化学分析对产物晶体的长程有序性和骨架铝进行了表征 ,讨论了n(Si) /n(Al)的摩尔比值和浆料pH值对分子筛晶化的影响 .     

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.     

分子筛合成中六亚甲基亚胺与环己胺二元胺的模板作用

 以固体硅胶为硅源考察了六亚甲基亚胺(HMI)和环己胺(CHA)二元胺模板剂对分子筛合成产物的影响. XRD测试结果表明,当晶化温度为160 ℃,晶化时间为84 h, SiO2/Al2O3摩尔比为30, Na2O∶H2O∶(HMI+CHA)∶SiO2摩尔比为0.11∶45∶0.35∶1时,即使HMI仅占二元胺模板剂的25%(摩尔分数),所得分子筛仍为MCM-22; 其它条件相同时,以单纯CHA为模板剂得到的是ZSM-35分子筛. 用13C MAS NMR研究了HMI和CHA的状态,结果表明在单一HMI合成体系中,HMI既起MCM-22结构导向作用,又经质子化后起稳定骨架的作用; 而在HMI和CHA二元胺体系中,HMI主要起结构导向作用,CHA则填充在MCM-22层间十元环中稳定骨架.     

胺类分子在LiMOR分子筛中吸附的量子化学研究

 采用量子化学方法(ONIOM,B3LYP/6-31G(d,p):HF/3-21G)研究了锂型丝光沸石(LiMOR)的结构及其对胺类分子的吸附性能. 在校正基组迭加误差的基础上计算得到氨、甲胺、二甲胺和三甲胺分子的吸附热分别为117.6,132.7,122.2和106.0 kJ/mol,表明胺分子在LiMOR分子筛上吸附强度的次序为三甲胺＜氨＜二甲胺＜甲胺. 通过结构优化得到了吸附复合物的平衡几何参数、电子结构数据以及N-H键伸缩振动频率,胺分子与分子筛之间的主要作用力为氮上的孤对电子和锂离子之间的静电作用力,胺分子与分子筛骨架氧之间的弱氢键作用对其吸附有一定的稳定作用.     

新型三维开放骨架磷酸铝化合物的合成及晶化过程中的共模板效应

以1,2-丙二胺(1,2-DAP)为结构导向剂,在180℃加热摩尔组成为n(Al_2O_3)∶n(P_2O_5)∶n(1,2-DAP)∶n(H_2O)=1∶6∶5.5∶139的初始混合物,合成了具有AlPO-CJ31骨架结构的新型三维开放骨架磷酸铝化合物(1);加热摩尔组成为n(Al_2O_3)∶n(P_2O_5)∶n(1,2-DAP)∶n(H_2O)=1∶6∶7.5∶139的初始混合物,合成了二维层状磷酸铝化合物APDAP_(12)-150.利用X射线粉末衍射分析(XRD)、元素分析、热重/差热分析等表征手段确认了化合物1的分子式为[Al_4P_5O_(20)·H_3O·H_2O]·[H_3NCH_2CHNH_3CH_3],质子化的水分子与双质子化的1,2-丙二胺共同起到了导向化合物1的作用.调变初始混合物中1,2-丙二胺的比例可显著影响其模板效应.1,2-丙二胺比例较低[n(1,2-DAP)=5.5]时,产物为三维开放骨架化合物,而当其比例较高[n(1,2-DAP)=7.5]时,产物为二维层状化合物.     

具有螺旋结构的新型硼磷酸盐化合物:(NH4)0.5(H3O)0.5Mg(H2O)2BP2O8

利用水热方法合成新型硼磷化合物:(NH4)0.5(H3O)0.5Mg(H2O)2BP2O8,单晶X射 线衍射分析证明化合物属六方晶系,空间群为P6522,a=0.94507(19)nm,c=1.5803(5) nm,γ=120°,V=1.2224(5)nm^3,Mr=279.06,Dc=2.258g/cm^3,Z=6,F(000)=834,μ =0.663mm^-1。结构中BO4,PO4基团形成∞^1{[BP2O8]^3-}的螺旋带与MgO6相连构 成八面体-四面体空间骨架,元素分析、IR光谱、热重差热分析和电荷平衡计算证 明晶体中含有NH4^+和质子。NH4^+占据螺旋带螺旋纹内,质子化的水分靠近螺旋带 通道的内侧,两者均起到平衡电荷和稳定骨架的作用。     

新型磷酸铝分子筛AlPO_4-CJ_2的合成与结构研究

在Al_2O_3-P_2O_5-六次甲基四胺-H_2O体系中,水热合成出新型磷酸铝分子筛(AlPO_4-CJ_2),培养了单晶,经多晶X射线衍射、四圆单晶结构测定及红外光谱研究证明,AlPO_4-CJ_2具有空旷的骨架结构,沿(100)和(001)方向具有8元环孔道,骨架中Al原子以AlO_5(三角双锥)和AlO_5F(扭曲八面体)形式存在,水分子氧的桥联产生Al—O—Al连接模式。     

[NH3(CH2)5NH3][Fe2{O3PC(CH3)(OH)(PO3H)}2]@2H2O:一个新的二膦酸亚铁化合物的合成、结构与性质研究（英文）

通过水热合成得到一个新的有机二膦酸亚铁化合物[NH3(CH2)5NH3][Fe2Ⅱ(O3PC(CH3)(OH)(PO3H)}2]·2H2O,该化合物包含阴离子型共价双链[Fe2Ⅱ{O3PC(CH3)(OH)PO3H}2]n2n-,质子化的戊二胺和结晶水,双链之间通过强氢键构成一个开放型的骨架结构.另外,观察到亚铁离子之间存在弱铁磁性相互作用.     

具有螺旋结构的新型硼磷酸盐化合物:(NH_4)_(0.5)(H_3O)_(0.5)Mg(H_2O)_2BP_2O_8

利用水热方法合成新型硼磷化合物 (NH4) 0 .5(H3 O) 0 .5Mg(H2 O) 2 BP2 O8,单晶X射线衍射分析证明化合物属六方晶系 ,空间群为P652 2 ,a =0 .945 0 7( 19)nm ,c=1.5 80 3 ( 5 )nm ,γ =12 0° ,V =1.2 2 2 4( 5 )nm3 ,Mr=2 79.0 6,Dc=2 .2 5 8g/cm3 ,Z =6,F( 0 0 0 ) =83 4,μ =0 .663mm-1.结构中BO4,PO4基团形成1∞{[BP2 O8] 3 -}的螺旋带与MgO6相连构成八面体 -四面体空间骨架 ,元素分析、IR光谱、热重差热分析和电荷平衡计算证明晶体中含有NH+ 4 和质子 .NH+ 4 占据螺旋带螺旋纹内 ,质子化的水分子靠近螺旋带通道的内侧 ,两者均起到平衡电荷和稳定骨架的作用     

高度均一的AlPO_4-11微晶的高效合成及晶化过程研究

通过运用动态水热晶化模式(即烘箱内部设置可放置晶化反应釜的转轴),快速、高效合成出高度均一的Al PO4-11微晶分子筛.通过对比研究发现,相同的反应凝胶配比在静态水热条件下晶化24 h仅得到Al PO4-11分子筛的混晶相(长50~70μm的棒状晶体聚集体和直径5~10μm的球状晶体聚集体的混合物),而在转动水热条件下(转速为100 r/min)晶化40 min可制得Al PO4-11分子筛纯晶相,不仅大大提高了Al PO4-11分子筛的晶化效率,而且合成出晶粒尺寸分布高度均一的微晶(1μm×0.5μm).此外,运用粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等表征技术研究了转动水热条件下Al PO4-11微晶分子筛的晶化过程.     

Na2[(VO)12O6B18O39(OH)3]·(11H3O)·4H2O的水热合成和晶体结构

以V2O5, Na2B4O7·0H2O, NaH2PO4·2H2O, 乙二胺和H2O为原料, 按物质的量比0.5∶1∶1∶2.24∶111在180 ℃条件下晶化, 得到棕色晶体Na2[(VO)12O6B18O39(OH)3]·(11H3O)*4H2O. 单晶结构分析结果表明该化合物属单斜晶系, P21/n空间群, 晶胞参数 a=1.389 70(8) nm, b=1.661 59(9) nm, c=1.427 48(8) nm, β=95.691 0(10)°. Z=4, R=0.054 9. 该化合物的结构主要由阴离子簇[(VO)12O6B18O39(OH)3]13-构成. 该阴离子簇由B18O39(OH)3十八元环夹在两个以共边方式交替相连形成的V6O15簇中间, 通过共用氧原子形成三明治式结构新颖的硼-钒-氧阴离子簇, 结构中Na+以离子键方式将阴离子簇相互连接, 形成二维层状结构. 层与层之间通过分子间氢键相互作用. 价态计算结果表明, 结构中n(VⅣ)∶n(VⅤ)=5∶1.     

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.     

络合萃取法处理二甲胺废水

采用络合萃取法处理二甲胺(DMA)废水,考察了萃取剂的种类和用量、溶液pH值、油与水比对二甲胺萃取效果的影响. 实验结果表明,以P204为萃取剂、环己烷为稀释剂时,P204与DMA以1∶ 1形式络合,萃取是一个放热且快速反应过程,反应热ΔH=-6.50 kJ/mol. 在油与水比为1∶ 4、萃取剂稀释剂体积比为1∶ 9、废水pH=11.87的条件下,DMA的一级萃取率为93.0%. P204负载DMA的红外谱图研究表明,P204络合萃取二甲胺同时存在离子缔合成盐机制和氢键缔合机制.     

(Mg3N2)n(n=1～4)团簇结构与性质的密度泛函研究

用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对(Mg3N2)n(n=1～4)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的振动特性、成键特性、电荷特性和稳定性等进行了理论分析.结果表明:(Mg3N2)n=1～4团簇易形成笼状结构,其最稳定构型中N原子配位数以3、4较多见;团簇主要由Mg-N键组成,Mg-N键长为0.194～0.218nm,Mg-Mg 键长为0.262～0.298 nm;N原子的平均自然电荷为-2.06 e,Mg原子的平均自然电荷为 1.37 e;(Mg3N2)2团簇有相对较高的动力学稳定性.     

混合配体构筑的配位聚合物的合成、结构与荧光性质

在溶剂热条件下,利用Cd(Ⅱ)、Co(Ⅱ)在混配体体系下合成出3个结构新颖的配位聚合物[Cd_3(pic)_4(H_2bmimb)]n(1),[Co_3(pic)4(H_2bmimb)]n(2)和[Cd_2(1,2-mbix)(pic)_2(H_2O)_2]_n(3)(pic=5-苯基间苯二甲酸;H_2bmimb=1,4-二((2-甲基咪唑)亚甲基)苯;1,2-mbix=1,2-二((2-甲基咪唑)亚甲基)苯),并通过单晶X射线衍射、红外光谱、热重分析、元素分析、粉末X射线衍射和荧光光谱等对配合物进行了表征。配合物1和2中金属离子Cd~(2+)、Co~(2+)均与pic配体形成了三维阴离子骨架,双质子化的双咪唑配体位于骨架中平衡骨架电荷。配合物3中,Cd~(2+)金属中心与pic、1,2-mbix配体配位形成一维链,链与链之间通过苯环间的π…π堆积形成二维层,进而通过氢键形成三维超分子结构。配合物1和3表现出良好的荧光性质。     

天然蒙脱石的结构与带电性

选择了我国不同产地、有相当储量的12种蒙脱石，用化学组成结构分析法、阳离子交换容量法和直链烷基铵法对其电荷密度的来源、大小、分布进行了研究，发现所有双八面体蒙脱石的总电荷密度值在0.40～0.45 eq/[(Al, Si)4O10]之间，其中永久负电荷和端面可变负电荷由于受八面体位Al与Mg占位数间差异的影响而差别悬殊，八面体位Al占位数1.5以上，Mg占位数0.3～0.4的是低层电荷（0.28～0.33 eq/[(Al, Si)4O10]）、高端面可变负电荷（>0.16 mmol•g-1）的蒙脱石;八面体位Al占位数1.3～1.4， Mg占位数0.30左右的是高层电荷（0.40～0.45 eq/[(Al, Si)4O10]）、低端面可变负电荷（< 0.07 mmol•g-1）的蒙脱石.多数天然蒙脱石八面体片中Mg与Al的占位数介于这二者之间，层电荷密度和可变端面负电荷也介于二者之间，大部分蒙脱石的负电荷主要来自八面体位，但也有个别主要来自于四面体位中Al对Si的同晶取代.文中还讨论了影响可变端面电荷的因素和八面体片中铁对电性的影响.     

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.