过渡金属磷酸盐的合成、表征及热分析动力学研究

论文摘要

第一章:功能材料磷酸盐由于在催化、吸附等领域的良好应用前景引起了人们的研究兴趣。本章综述了近年来金属磷酸盐的合成种类及方法的研究进展。热分析动力学研究是研究物质性质的一个基础方法,本章还介绍了热分析动力学研究的基本理论和研究方法。第二章:对合成层状功能材料磷酸氢锌钠的新方法进行了研究,以聚乙二醇-400为表面活性剂,Na2HPO4·12H2O和ZnSO4·7H2O为原料,于60℃下用一步固相反应法成功合成得到了目标产物。采用TG-DTA、IR和XRD对产品及其热解产品进行表征。产物在430℃时才开始分解,良好的热稳定性有利于在有机反应中的催化应用。采用非等温动力学法分析产品的热分解过程,其结果为:G（α）=（1-α）-1-1,其中E=116.98 kJ/mol,lnA=29.87 s-1。第三章:对合成功能材料一水合磷酸氢锌的新方法进行了研究,以聚乙二醇-400为表面活性剂,ZnSO4·7H2O、（NH4）2HPO4为反应原料,于80℃下用一步固相反应法成功合成得到了目标产物。采用TG-DTA、IR和XRD对产品及其热解产品进行表征。采用热重差热分析研究了一水合磷酸氢锌的热分解过程,结果表明一水合磷酸氢锌在800℃下热分解并不是简单的一次脱水,而是分两步进行,结果为:反应（1）E为36.58 kJ/mol,ln（A）为13.26～14.54 s-1,g（α）为[（1-α）-1/3-1]2;反应（2）E为138.80 kJ/mol,ln（A）为18.38～19.03 s-1,g（α）为α2。第四章:以ZnSO4·7H2O、CoCl2·6H2O和（NH4）3PO4·3H2O为原料,在模板剂乙二胺存在的条件下,用经典的水热法首次合成得到具有新颖的三维笼状微孔结构的（NH4）4Co0.104Zn3.896（PO4）4晶体。用单晶X-射线衍射仪表征出该单晶的结构,采用TG-DTA、IR和XRD对产品及其热解产品进行表征。晶体属六方晶系,晶胞参数α=10.6958（3）（?）,b=10.6958（3）（?）,c=8.7069（5）（?）,β=90°,V=862.62（6）（?）,Z=2,Dc=2.747 Mg·m-3。虽然单晶分子不包含乙二胺,但乙二胺对晶体的生成有重要的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 过渡金属磷酸盐的研究进展
• 1.1.1 过渡金属磷酸盐合成研究进展
• 1.1.2 过渡金属磷酸盐的结构特点
• 1.2 磷酸盐的合成方法
• 1.2.1 水热合成方法
• 1.2.2 固相合成方法
• 1.3 热分析动力学概述
• 1.3.1 动力学方程
• 1.3.2 动力学机理函数
• 1.3.3 热分析动力学方法
• 1.4 本课题选题的目的和意义
• 参考文献
• 第二章 磷酸锌氢钠的合成与研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 试剂
• 2.1.2 主要仪器
• 4）₂的制备'>2.1.3 NaH（ZnPO₄）₂的制备
• 4）₂的表征'>2.2 NaH（ZnPO₄）₂的表征
• 2.2.1 XRD分析
• 2.2.2 IR分析
• 2.2.3 热重差热分析
• 2.3 磷酸锌氢钠的热分解计算
• 2.3.1 磷酸锌氢钠的热分解产物的表征
• 2.3.2 热分解计算
• 2.4 小结
• 参考文献
• 第三章 一水合磷酸氢锌的合成与研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 试剂
• 3.1.2 主要仪器
• 3.1.3 一水合磷酸氢锌的制备
• 3.2 一水合磷酸氢锌的表征
• 3.2.1 XRD分析
• 3.2.2 IR分析
• 4·H₂O的热分解计算'>3.3 ZnHPO₄·H₂O的热分解计算
• 3.4 小结
• 参考文献
• 第四章 磷酸锌钴铵的合成与表征
• 4.1 实验验部分
• 4.1.1 试剂
• 4.1.2 主要仪器
• 4.1.3 磷酸锌钴铵的表征
• 4.2 磷酸锌钴铵的表征
• 4.2.1 XRD分析
• 4.2.2 IR分析
• 4.2.3 热重差热分析
• 4.2.4 磷酸锌钴铵晶体的X射线测定
• 4.3 产物的晶体结构描述讨论
• 4.3.1 晶体结构描述
• 4.3.2 有机胺的影响
• 4.4 小结
• 参考文献
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表的论文