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理学硕士学位论文

新型亚磷酸(磷酸)镓微孔晶体的
水热合成与结构表征

褚佳












哈尔滨工业大学
2008 年 7 月
国内图书分类号:O61
国际图书分类号:



理学硕士学位论文

新型亚磷酸(磷酸)镓微孔晶体的
水热合成与结构表征








硕士研究生: 褚佳
导师:杨玉林副教授
申请学位级别: 理学硕士
学科、专业: 无机化学
所在单位:应用化学系
答辩日期:2008 年 7 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index:O61
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Dissertation for the Master’s Degree of Science

HYDROTHERMAL SYNTHESIS AND
CHARACTERIZATION OF NOVEL
GALLIUM PHOSPHITE-PHOSPHATE




Candidate: Chu Jia
Supervisor: Associate Prof. Yang Yulin
Academic Degree Applied for: Master of Science
Specialty: anic Chemistry
Affiliation: Department of Applied Chemistry
Date of Defence: July, 2008
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学理学硕士学位论文
摘要
应用水热合成技术,制备出新颖结构的二维层状、三维开放骨架结构镓系
微孔材料 HIT-n (n=15~18, Harbin Institute of Technology-n),引入草酸体系制备
亚磷酸镓微孔化合物,合成出具有新颖骨架结构的两例亚磷酸镓微孔化合物、
两例磷酸镓微孔化合物,其中 HIT-15 为草酸亚磷酸镓微孔材料,HIT-16 为亚
磷酸磷酸镓微孔材料。应用粉末 XRD、IR、ICP、TG、单晶 XRD 等表征手段
对 HIT-n 进行结构及性能分析,运用大量实验摸索了合成方法和制备工艺。
以四***乙二***为模板剂,草酸还原制备获得了两例新型微孔化合物 HIT-
15、 HIT-16,对 HIT-15 进行各项表征显示其为二维层状结构,单层结构为梯
形,无机链之间由草酸连接,层与层之间由模板剂支撑。HIT-15 为成功将草酸
引入亚磷酸镓体系的微孔材料。HIT-16 由八聚体双四元环单元 SBU-1 与四聚
体单元 SBU-2 交替连接构成三维开放骨架结构,沿[010]方向呈现 12 元环孔道
结构,有机***与孔道的形状匹配可视为四***乙二***具有模板效应。HIT-16 为
亚磷酸磷酸镓微孔材料。以 1,3-丙二***为模板剂,获得二维层状结构的磷酸镓
微孔化合物 HIT-17,表征分析结果显示 HIT-17 由两个二级结构单元 SBU-1 和
四聚体单元 SBU-2 连接构成层状结构,单层结构为一维链状与一维梯形链严
格交替连接,层与层之间由 1,3-丙二***支撑。另外,以四***氢氧化铵为模板
剂,获得三维结构磷酸镓微孔化合物 HIT-18,结构分析表明 HIT-18 在[001]方
向具有两种 6-元环孔道结构,在 c 轴方向可分离出类似管状的结构。结构中的
Ga(2)为统计无序,位置占有率为 50%,产生无序的原因由四***氢氧化铵造
成的。有机***中的 N 原子空间位阻大难以与骨架形成氢键,质子水起到平衡骨
架电荷与支撑孔道的作用。
在亚磷酸代替磷酸作为磷源的 GaOOH-H3PO3-amine-H2O 体系中, 引入草
酸不仅可以作为还原剂防止亚磷酸被氧化为磷酸,而且草酸以其极强的配位能
力参与骨架的构建,为亚磷酸镓微孔材料结构的丰富以及性能的突破开拓了思
路,提供了方法。
应用水热合成技术,初步探索了亚磷酸镓微孔化合物的合成条件及影响因
素。对亚磷酸镓的合成有了进一步的认识,为将来合成新颖骨架结构的亚磷酸
镓提供了依据。

关键词微孔化合物;水热合成;亚磷酸镓;磷酸镓
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哈尔滨工业大学理学硕士学位论文
Abstract
In this paper, four gallophosphite and gallophos