多孔晶体材料的分子工程学研究

功能无机晶体材料的定向设计与合成是化学及材料科学领域中一项重要的前沿课题。本文介绍了近十几年来我们在多孔晶体材料,主要包括分子筛和金属有机骨架晶体材料的分子工程学研究方面所取得的一些进展。其中包括提出了定向设计具有特殊孔道结构和特殊计量比分子筛多孔骨架结构的计算机方法;在国际上率先建立了分子筛多孔晶体材料合成与结构数据...     

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.     

在不锈钢网上快速制备连续致密 Silicalite-1分子筛膜

开发了一种在不锈钢网基底上快速制备连续致密Silicalite-1(Si-MFI)分子筛膜的新方法. 该制膜过程包括用含有聚氧乙烯(PEO)高分子的氧化硅溶液对不锈钢网基底进行预处理和在预处理后的基底上用二次生长法制备分子筛膜2个步骤. 通过该方法可在12 h内制备连续致密的不锈钢网支撑的Si-MFI分子筛膜. SEM分析结果表明, 所制备的Si-MFI分子筛膜连续且致密, 而XRD分析结果表明, 膜中的Si-MFI微晶具有高结晶度. 用膜渗透分离装置及气相色谱仪测试了Si-MFI膜的渗透性能及对CO₂和N₂的分离性能, 结果显示, 该Si-MFI膜具有很好的渗透性能, 并对CO₂和N₂具有很好的分离性能.     

用计算模拟方法研究Al_3P_4O_(16)~(3-)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 Al3P4 O3- 1 6 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 Al3P4 O1 6 · 1 .5 H3NC6 H1 0 NH3.     

分子模拟研究过渡金属锰(Ⅱ)取代的磷酸铝MnAPO-14

The structure of manganese(Ⅱ)-substituted aluminophosphate MnAPO-14 with AFN zeotype has been investigated by computational simulation in Cerius² package. Starting from reported structure of MnAPO-14, total 28 theoretical models of Mn-substituted AFN have been built and optimized to obtain their stable conformation. In terms of the host-guest non-bonding interaction and the framework energies, the Mn(Ⅱ)-substituted sites and the bonded sites of two H₂O molecules can be well predicted for MnAPO-14. The simulated structure is in good agreement with that of experimental MnAPO-14. Calculation results suggest that the replacement site of Al by Mn(Ⅱ) atom in AFN is dramatically effected by the guest molecules of organic templating resided in the channels, which is corresponding to the host-guest charge-density matching principle. This work will be helpful for the better understanding the structures of metal-substituted microporous materials.     

具有氢键假想孔道结构的[M(en)3][GeF6](M=Ni,Co)的合成与表征

描述了两个具有管状氢键假想孔道结构的化合物[Ni(en)3][GeF6][JLG-1(Ni)]和[Co(en)3].[GeF6][JLG-1(Co)].在这两个结构中,[GeF6]2-阴离子与手性金属配合物阳离子[M(en)3]2+(M=Ni,Co)通过F…N之间复杂的弱氢键相互作用,在沿着63螺旋轴方向形成六方蜂窝状排布的管状氢键假想孔道.结构研究发现,配对的[GeF6]2阴离子和手性[M(en)3]2+阳离子同属于D3点群,这是JLG-1(Ni)和JLG-1(Co)形成管状氢键假想孔道的关键.这一研究成果对设计合成氢键假想孔道体系具有一定的指导意义.     

计算机模拟研究磷酸铝AlPO4-H3相转变

用分子动力学方法模拟研究了磷酸铝AlPO4-H3在高温下的相转变过程. 从磷酸铝AlPO4-H3的结构出发, 通过去除非骨架的H2O分子和改变骨架四元环中T原子的上下连接顺序, 设计出一系列磷酸铝AlPO4-H3高温相的理论模型. 通过对这些理论模型进行全局几何优化, 讨论了它们的结构特点和热力学稳定性. 模拟结果表明, 磷酸铝AlPO4-H3在能量上有利于转变为AlPO4-C, 进而转变为AlPO4-D及一些新型未知的三维磷酸铝骨架.     

2D层状焦磷酸锰髤[NH_4]_2[Mn_3(P_2O_7)_2(H_2O)_2]的结构和磁性研究

由于具有开放骨架的金属磷酸盐在催化、吸附、主客体组装以及光学、磁学等方面的应用[1~3],因此合成具有开放骨架的金属磷酸盐一直吸引着人们的广泛关注。自从1982年美国联合碳化公司(U.C.C.)开发出系列磷酸铝分子筛AlPO4鄄n[4]以来,大量具有开放骨架的金属磷酸盐(金属=Ga,In,F     

具有[344484]笼状结构单元的微孔磷酸镓Ga3P2O8(OH)3(H2O)的合成、晶体结构及表征

Open-framework metal phosphates have been the subject of intense research owing to their interesting structural chemistry and potential applications in catalysis and ion exchange. The gallium phosphate family has exhibits rich structural chemistry. A novel gallium phosphate Ga₃P₂O₈(OH)₃(H₂O)(GaPO-CJ36) has been prepared in a hydrothermal reaction system of GaO(OH)-H₃PO₄-Co(chxn)₃Cl₃-H₂O at 180 ℃ for 7 days. Single-crystal X-ray analysis shows that GaPO-CJ36 crystallizes in the P2₁/c space group with a=1.833 35(12) nm, b=0.503 94(3) nm, c=1.062 90(9) nm, V=0.982 01(12) nm³, and Z=4. The connection of GaO₂(OH)₃(H₂O) octahedra, PO₄ and GaO₄ tetrahedra through vertex oxygen atoms forms a three-dimensional open framework, which contains 8-ring channels along the [010] direction. Its structure is composed of interesting [3⁴4⁴8⁴] cages, which have not been found in known gallium phosphates. CSD: 416779.     

一系列具有CHA结构的过渡金属取代磷酸铝的合成与表征

自从1982年.美国联合碳化公司开发出一系列磷酸铝微孔化合物(AlPO4-n)以来,人们利用水热、溶剂热以及离子热技术,已经有200余种不同结构类型的磷酸铝开放骨架化合物被合成出来[2-3].