亚磷酸为磷源的磷基分子筛的合成与机理研究

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通过水热/溶剂热方法,使用亚磷酸作为磷源、氧化锌或者乙酸锌作为锌源、在不同有机模板剂作用下得到三种微孔亚磷酸锌材料p<Ⅲ>-1、P<Ⅲ>-2和p<Ⅲ>-3,并结合粉末和单晶X射线衍射、FT-IR、SEM、DSC等表征方法对p<Ⅲ>-1、p<Ⅲ>-2和p<Ⅲ>-3的合成条件和晶体结构进行了详细的研究。结果表明p<Ⅲ>-1的骨架中含有Zn-N键,模板剂乙二胺离子作为骨架的一部分构成了p<Ⅲ>-1的三维无机一有机杂化骨架;p<Ⅲ>-2具有三维开放骨架结构和三维交叉的孔道体系,包括一个十二元环的之字形孔道和两个八元环的直孔道,双质子化的1,8-辛二胺离子位于十二元环孔道内;p<Ⅲ>-3具有无机-有机空间网络结构,锌氧四面体ZnO<,4>和变形四面体HPO<,3>通过共用顶点相互连接而形成一维四元环链,链与链之间靠1,8-辛二胺阳离子连接形成无机.有机空间网络结构。 使用亚磷酸作为磷源,在水热条件下得到了两个新型亚磷酸-磷酸盐混合微孔材料p<Ⅲ>p<Ⅴ>-1和p<Ⅲ>-p<Ⅴ>-2。结合粉末和单晶x射线衍射、FT-IR、SEM、DSC等表征方法对pmpV.1和pmpV.2的合成条件、合成机理和晶体结构进行了详细的研究。p<Ⅲ>p<Ⅴ>-1和p<Ⅲ>p<Ⅴ>-2都是由单一低价磷源制备得到的亚磷酸一磷酸盐混合材料,骨架中都同时包含了三价磷和五价磷,都具有三维开放骨架。p<Ⅲ>p<Ⅴ>-1反应过程中使用了具有强氧化性的五氧化二钒,与亚磷酸发生氧化还原反应,氧化了部分的亚磷酸,而p<Ⅲ>p<Ⅴ>-2反应混合物中没有具有较强氧化能力的物质,不锈钢反应釜中的氧气作为氧化剂导致亚磷酸的部分氧化。 实验中使用亚磷酸作为单一磷源在不同的反应体系和晶化条件下分别得到了三种磷酸锌——Z1、Z2、和Z3,以及两种亚磷酸.磷酸盐混合材料p<Ⅲ>p<Ⅴ>-1和p<Ⅲ>p<Ⅴ>-2。分别对具有层状结构的磷酸锌Z1和具有三维结构的亚磷酸.磷酸锌p<Ⅲ>p<Ⅴ>-2的晶化过程中亚磷酸到磷酸的转化和晶化机理进行了详细的讨论。认为Z1和p<Ⅲ>p<Ⅴ>-2的晶化过程中分别存在前驱体亚磷酸锌Z1’和亚磷酸锌p<Ⅲ>-2或者p<Ⅲ>-3,并认为晶化机理为固液双相机理。
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