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设计合成具有独特孔道结构的无机微孔化合物引起了广大的化学家的兴趣,这是由于该类化合物被广泛地应用于催化,吸附,离子交换,分离和主-客体组装领域。金属磷酸盐作为这一类化合物的重要组成部分,一系列具有一维、二维和三维新颖骨架结构的,以有机胺作为结构导向剂的化合物被合成出来。然而,如何控制合成化合物的形貌和孔道的大小仍然是一个巨大的挑战,是因为这类化合物在水热条件下的合成过程收到多种因素的影响,如溶剂的选择,有机模板剂的形状,晶化时间以及温度的选取。从结构学的角度上来看,具有假四面体结构的亚磷酸根与有机磷酸的结构很类似,都最多能与三个氧原子相连,并且为具有新颖结构化合物的合成提供了可能。自从 Zubieta 实验小组以哌嗪分子作为结构导向剂合成了第一个亚磷酸钒化合物之后,过渡金属亚磷酸盐化合物的合成引起了人们极大的兴趣。迄今为止,过渡金属亚磷酸盐化合物得到了较为深入的研究,一系列 V(III), Fe(III), Co(II), Mn(II), Zn(II)和 Cr(III)的亚磷酸盐化合物被合成出来,并且一些关于这类化合物的性质也有了相关的报导。作为主族元素的亚磷酸铝化合物也被合成出来。在这篇论文中,详细地描述了一系列金属亚磷酸盐的合成、结构特点以及一些化学性质。 以 1,2-丙二胺为结构导向剂,在水热条件下合成了一个具有二维层状结构的亚磷酸锌化合物,无机层是由锌氧四面体和亚磷酸假四面体共同构成的具有4,8 员环孔道的结构,有机胺分子位于无机层间,通过氢键与无机骨架相互作用。 I<WP=125>摘 要 吉林大学博士学位论文 以 1,4-环己二胺和 1,6-己二胺为模板剂合成了具有相同无机骨架结构的亚磷酸锌化合物,锌氧四面体和亚磷酸假四面体共顶点连接形成 4,6,8,12员环的孔道。分别以 N,N,N’,N’? 四甲基乙二胺和三乙烯二胺为模板剂合成了两种结构新颖的三维亚磷酸锌化合物。 在水和乙二醇混和溶剂热条件下,以N,N’-二甲基哌嗪为有机模板剂,合成出一种具有螺旋结构的亚磷酸锌微孔晶体[C6H16N2]·Zn3(HPO3)4,并对它的结构及性质进行了表征。该化合物是具有 8 员环孔道的三维的亚磷酸锌。 在中温水热条件下,分别以咪唑和盐酸胍合成了两个具有相同三维结构的磷酸亚磷酸钒化合物,这是第一例磷酸亚磷酸钒化合物,在这两个化合物中,钒都是三价的,都以八面体的形式存在。又用 N,N’-二甲基哌嗪为有机模板剂,合成了两种结构不同的二维层状亚磷酸钒化合物。其中一个化合物中钒是混和价态的(+3,+4),所以该化合物中钒以八面体和四方锥两种构型存在;另一个化合物中钒都是四价的,都以四方锥的构型存在。对这四个化合物在磁学方面的性质进行了测量并进行了一定的讨论。 在中温水热条件下,首次合成了主族元素铍的亚磷酸化合物,一个是以乙二胺为结构导向剂的一维链状结构,另一个是以 1,3-丙二胺为模板剂合成的,结构新颖的三维网状化合物。 本论文在大量的实验的基础上,合成表征了一系列过渡金属元素和主族金属元素亚磷酸盐微孔化合物,研究的结果表明通过亚磷酸结构基元的引入,对于合成具有一定孔道的,结构新颖的无机微孔化合物有着巨大的推动作用。