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锗酸盐开放骨架化合物由于其丰富的结构化学及其表现出的特殊的孔道特征(如超大孔,低骨架密度,手性结构等)研究已经引起人们的关注。本论文在溶剂热体系下,采用双模板剂的方法合成了系列由Ge7簇构筑具有新型拓扑结构的锗酸盐开放骨架化合物,并对它们的结构特点和合成规律进行了分析和总结。在GeO2-NiCl2·6H2O-醇胺-H2O-HF-有机胺的合成体系下,原位自发生成的镍胺配合物为模板剂成功导向合成出了一系列具有新型结构的锗酸盐,它们分别是1-D链状锗酸盐[Ni(dien)2]2[Ge7O13(OH)2F2]·Cl (JLG-7),首例1-D管状锗酸盐[Ni(1,2-PDA)3]2(HOCH2CH2CH2NH3)3(H3O)2[Ge7O14F(OH)2]3 (JLG-4),2-D手性层状锗酸盐[Ni(1,2-PDA)3][Ge7O14F2(OC2NH7)]·0.5H2O (JLG-3)和2-D层状锗酸盐[Ni2(TEPA)2(en)](H2en)[Ge7O14F3]2·0.75H2O (JLG-6)。有趣的是,这些由金属有机胺配合物和其他导向剂为共模板所形成的锗酸盐结构均含Ge7簇结构单元。在这些结果中,引人注目的是,JLG-4是一个新颖的1-D管状的锗酸盐,它是第一次在锗酸盐体系中被发现;JLG-3是首例包含手性层的层状锗酸盐,该手性层是由具有相同手性的Ge7簇手性衍生物相互连接而成的。在这一系列锗酸盐合成的过程中溶剂醇胺起到了很重要的作用,特别是在JLG-3和JLG-4的合成过程中起到了溶剂和模板剂的双重作用。此外,以吡啶为溶剂,成功合成出了又一例具有一维12-元环管状结构的锗酸盐(C5N2H14)4(C5N2H13)(H2O)4[Ge7O12O4/2(OH)F2][Ge7O12O5/2(OH)F]2[GeO2/2(OH)2] (JLG-5),它是由氢键构筑的(H2O)16水簇和有机胺2-甲基哌嗪共模板作用下生成的。在结构中,存在着一个高对称性的结构单元,它是由12个Ge7簇构筑而成的68126大笼。值得注意的是,每个68126大笼中容纳了一个氢键构筑的(H2O)16水簇。该工作提供了一个独特的例子来阐述氢键构筑的(H2O)16水簇在合成开放骨架材料的过程中所起到的模板剂的作用。本文通过对已知的由Ge7簇构筑的结构中的Ge7簇的连接方式进行了总结,得到了四种由Ge7簇构筑而成的结构单元。从这些结构单元出发可以设计出一系列由Ge7簇构筑而成的2-D层状,3-D超大孔道锗酸盐假想结构。我们相信更多的特殊的锗酸盐结构能够用无机簇,如Ge7簇,或者由Ge7簇构成的不同的笼来构筑而成。本论文的工作表明,具有多种连接方式的Ge7簇可以通过不同的构筑方式相连接形成不同的拓扑结构。这对设计合成具有超大孔道和低骨架密度的锗酸盐具有十分重要的意义。