论文题目: 具有开放骨架结构磷酸铁单晶的合成与性能研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 无机化学
作者: 孟河
导师: 庞文琴
关键词: 水热合成,磷酸铁,硫酸镍,模板剂,结构解析,开放骨架
文献来源: 吉林大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本论文主要研究在水热体系下,具有开放骨架结构磷酸铁微孔化合物的合成和结构表征,旨在进一步发现并研究磷酸铁微孔化合物结构的多样性。另外,从配合物角度出发研究了具有三维超分子结构硫酸镍的合成。以哌嗪为模板剂,向Fe-O-P体系中加入草酸,水热合成了一个新型三维草酸磷酸铁(N2C4H12)[Fe4(C2O4)3(HPO4)2(H2O)]。该化合物中,草酸作为双边型双齿配体,双边和双边单向型双齿配体与Fe中心配位、桥联形成三维骨架结构。以具有钝化金属中心配位点和较强双齿螯合能力的1,10-菲咯啉(1,10-phen)和2,2’-联吡啶(2,2’-bipy)为有机配体,在水热体系下,成功地合成了两个具有一维梯形链结构的无机-有机杂化磷酸铁FePO-phen和FePO-bipy。在微孔磷酸铁的合成体系中,以哌嗪为模板剂,以氢氟酸为氟源引入氟离子,水热体系下合成了一个混合价态的氟化磷酸铁。单晶结构解析表明化合物由两条独特的一维链和SBU-5 单元通过桥氧和桥氟原子连接形成“无机带”,“无机带”首尾连接形成了化合物的二维层状结构。在水热条件下,向Fe-O-P反应体系中加入K3AsO4,使As部分地取代了骨架上的P原子,合成了一个新型二维层状结构碱金属磷酸砷酸铁KFeAsPO。在此基础上,向反应体系中引入氟离子,桥联骨架形成三维拓扑结构化合物KFeFAsPO。从而地实现了由二维化合物KFeAsPO的增维。此外,在水热合成过渡金属硫酸盐方面进行了初步探索,在有机胺为模板剂,水热条件下,合成了两个同构的硫酸镍超分子结构:NiSO-PIP 和NiSO-en。通过丰富的氢键,使得骨架中的有机、无机物种相互连接形成稳定的三维超分子结构。为制备具有超分子结构的过渡金属硫酸盐提供了一个新的研究方向。
论文目录:
第一章 绪论
第一节 无机微孔化合物的研究进展及现状
1.1.1 沸石与分子筛
1.1.2 磷酸盐分子筛的合成
1.1.3 亚磷酸盐和有机磷酸盐
1.1.4 其它新型微孔化合物的合成
1.1.5 无机介孔化合物的发展现状
第二节 无机微孔晶体的合成方法
1.2.1 经典的水热合成方法
1.2.2 非水体系的溶剂热合成
1.2.3 从液相中直接晶化分子筛(清液法)
1.2.4 氟离子在无机微孔材料合成中的应用
1.2.5 其它合成方法
第三节 微孔化合物的生成机理与影响合成的因素
1.3.1 生成机理
1.3.2 定向设计合成
1.3.3 影响沸石等微孔化合物合成的因素
第四节 微孔材料合成的展望
1.4.1 工业应用
1.4.2 组装化学与功能材料的开发
1.4.3 分子筛与多孔材料的合成展望
第五节 本课题选题的目的和意义
第六节 本文所得主要结果
第七节 本文所用表征方法和测试手段
参考文献
第二章 具有新型三维开放骨架草酸磷酸铁的水热合成与表征
第一节 引言
第二节 (N2C4H12)[Fe4(C204)3(HP04)2(H20)]晶体的合成
2.2.1 合成原料
2.2.2 合成与结构解析
第三节 (N2C4H12)[Fe4(C204)3(HP04)2(H20)]的表征
第四节 (N2C4H12)[Fe4(C204)3(HP04)2(H20)]晶体的结构分析
本章小结
参考文献
第三章 两种有机-无机杂化磷酸铁的水热合成与表征
第一节 引言
第二节 有机胺作配体的两种新型一维磷酸铁单晶的合成
3.2.1 合成原料
3.2.2 合成方法
3.2.3 合成影响因素
第三节 磷酸铁化合物FePO-phen 和FePO-bipy 的表征
3.3.1 FePO-phen 和FePO-bipy 的化学组成分析
3.3.2 X-射线粉末衍射谱图分析
3.3.3 红外光谱分析
3.3.4 热重分析
3.3.5 穆斯堡尔谱(M?ssbaur)
3.3.6 单晶结构的确定
第四节 一维梯形链FePO-phen 和FePO-bipy 的结构分析
3.4.1 FePO-phen 结构分析
3.4.2 FePO-bipy 结构分析
第五节 FePO-phen 和FePO-bipy 的性质表征
3.5.1 磁性表征
3.5.2 荧光性能研究
本章小结
参考文献
第四章 氟离子体系下氟化磷酸铁的合成与表征
第一节 引言
第二节 二维层状混合价态氟化磷酸铁FeIIFeIIIFPO-PIP的合成
4.2.1 合成原料
4.2.2 合成方法
4.2.3 影响合成因素讨论
第三节 二维层状混合价态氟化磷酸铁FeIIFeIIIFPO-PIP的表征
4.3.1 化合物元素组成分析
4.3.2 粉末X-射线分析
4.3.3 红外光谱分析
4.3.4 热重分析
4.3.5 穆斯堡尔谱(M?ssbaur)
4.3.6 磁性表征
4.3.7 单晶结构的确定
第四节 二维层状混合价态氟化磷酸铁FeIIFeIIIFPO-PIP的结构分析
本章小结
参考文献
第五章 碱金属磷酸砷酸铁的结构转维的合成研究
第一节 引言
第二节 KFeAsPO 和KFeFAsPO 的合成
5.2.1 合成原料
5.2.2 合成方法
5.2.3 合成影响因素分析
第三节 KFeAsPO 和KFeFAsPO 的表征
5.3.1 化学组成元素分析
5.3.2 粉末X-射线衍射分析
5.3.3 红外光谱分析
5.3.4 穆斯堡尔谱
5.3.5 变温磁化率
5.3.6 单晶结构解析
第四节 KFeAsPO 和KFeFAsPO 的结构分析
5.4.1 KFeAsPO 的结构分析
5.4.2 KFeFAsPO 的结构分析
本章小结
参考文献
第六章 有机胺为模板剂具有三维超分子结构硫酸镍的合成研究
第一节 引言
第二节 硫酸镍化合物的合成
6.2.1 合成原料
6.2.2 合成方法
第三节 硫酸镍化合物的性能表征
6.3.1 NiSO-PIP 和NiSO-en 的化学组成分析
6.3.2 X-射线粉末衍射谱图分析
6.3.3 红外光谱分析
6.3.4 热重分析
6.3.5 单晶结构的确定
第四节 NiSO-PIP 和NiSO-en 的结构分析
6.4.1 NiSO-PIP 结构分析
6.4.2 NiSO-en 结构分析
本章小结
参考文献
第七章 结论与展望
中文摘要
英文摘要
作者简历与发表论文
致谢
附录
发布时间: 2005-08-26
参考文献
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