【摘要】：開放骨架磷酸鋁由于具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和組成,在催化、吸附、分離、離子交換和主客體化學(xué)研究等方面有著重要的應(yīng)用前景。在這類材料的合成中,結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑起了至關(guān)重要的作用。在合成中如果不使用結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑,則不能得到相應(yīng)的開放骨架結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑所起的作用被稱為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向效應(yīng)。多種合成參數(shù)都可以影響結(jié)構(gòu)導(dǎo)向效應(yīng),包括凝膠組成、結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑自身的物理和化學(xué)性質(zhì)、晶化溫度及晶化時(shí)間等。然而,人們?nèi)匀徊磺宄@些因素如何影響或者決定結(jié)構(gòu)導(dǎo)向效應(yīng)以及結(jié)構(gòu)導(dǎo)向效應(yīng)的本質(zhì)。本論文以陰離子開放骨架磷酸鋁為研究對(duì)象,通過只改變一個(gè)合成參數(shù),研究合成參數(shù)的改變對(duì)合成產(chǎn)物的影響。在本論文中,我們通過改變結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的種類以及晶化溫度,研究了相應(yīng)合成體系的晶化過程,希望能對(duì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)向效應(yīng)的本質(zhì)和來源有所認(rèn)識(shí)。主要從以下兩個(gè)方面開展了研究:1.以1,4-丁二胺、2-甲基-1,5-戊二胺和1,6-己二胺為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑,相應(yīng)地合成出了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相同且具有12×8交叉的三維孔道的Al PO-BDA、Al PO-MPMD、Al PO-HDA三種磷酸鋁化合物。晶化過程的XRD研究表明含有1,4-丁二胺的初始混合物晶化最快,而含有1,6-已二胺的初始混合物晶化最慢。晶化過程的NMR研究表明在三種化合物的形成過程中,Al和P經(jīng)歷了不同的演化過程。另外,通過~(31)P{~(27)Al}PT-J-HMQC NMR確認(rèn)了在晶化過程中特定Al和P位點(diǎn)的演化歷程。通過分析三種化合物的可能晶化起點(diǎn)(核心單元),我們發(fā)現(xiàn)在Al PO-BDA、Al PO-MPMD和Al PO-HDA晶化過程中,由于三種有機(jī)胺的結(jié)構(gòu)不同,導(dǎo)致其所導(dǎo)向的核心單元也不相同,即晶化起點(diǎn)不同,但隨著晶化的進(jìn)行,最終卻生成了相同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。因此,在開放骨架Al PO-HDA中,有機(jī)胺起到了結(jié)構(gòu)導(dǎo)向效應(yīng),更確切地說,為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)導(dǎo)向效應(yīng)。2.研究了摩爾組成為Al_2O_3:1.8 P_2O_5:2.4 R:125 H_2O(R=1,3-丙二胺或1,4-丁二胺)的初始混合物在160°C和190°C的晶化過程。在160°C,1,3-丙二胺和1,4-丁二胺分別導(dǎo)向了兩個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)完全不同的層狀磷酸鋁Ui O-18和開放骨架磷酸鋁APDAB200,顯示增加一個(gè)亞甲基對(duì)1,3-丙二胺的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向效應(yīng)產(chǎn)生了顯著的影響;而在190°C,1,3-丙二胺和1,4-丁二胺則分別導(dǎo)向了具有相同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的開放骨架磷酸鋁Ui O-26和APDAB200,顯示增加一個(gè)亞甲基對(duì)1,3-丙二胺的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向效應(yīng)沒有產(chǎn)生影響。因此增加一個(gè)亞甲基對(duì)1,3-丙二胺分子的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向效應(yīng)的影響存在著溫度依賴性。在160°C,向1,3-丙二胺增加一個(gè)亞甲基并未明顯改變液相的p H以及液相中的P濃度。雖然在初始混合物中向1,3-丙二胺增加一個(gè)亞甲基并未對(duì)磷酸鋁小結(jié)構(gòu)單元的種類和分布產(chǎn)生顯著的影響,卻導(dǎo)致了不同的核心單元,得到了不同的長(zhǎng)程有序結(jié)構(gòu)。在190°C,同樣向1,3-丙二胺增加一個(gè)亞甲基也并未顯著改變液相中的P濃度,卻顯著改變了反應(yīng)階段的液相的p H。盡管如此,1,3-丙二胺和1,4-丁二胺卻導(dǎo)向了相似的核心單元,最終晶化出了具有相同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的長(zhǎng)程有序結(jié)構(gòu)。
[Abstract]:Owing to its unique structure and composition, open-skeleton aluminium phosphate has important application prospects in catalysis, adsorption, separation, ion exchange and host-guest chemistry. In the synthesis of such materials, structure-directing agents play an important role. Without the use of structure-directing agents, the corresponding openness can not be achieved. A variety of synthetic parameters can influence the structure-directing effect, including gel composition, physical and chemical properties of the structure-directing agent itself, crystallization temperature and crystallization time. However, it is still unclear how these factors affect or determine the structure-directing effect. In this paper, the effect of synthesis parameters on the product was studied by changing only one synthesis parameter. In this paper, we studied the crystallization of the corresponding synthesis system by changing the type of structure-directing agent and the crystallization temperature. The following two aspects have been studied: 1. Al PO-BDA, Al PO-MPMD and Al PO-HDA with the same topological structure and 12 *8 cross-section were synthesized with 1,4-butanediamine, 2-methyl-1,5-pentadiemine and 1,6-hexanediamine as structure-directing agents. Aluminum phosphate compounds. XRD studies of the crystallization process show that the initial mixtures containing 1,4-butanediamine crystallize fastest, while the initial mixtures containing 1,6-hexanediamine crystallize slowest. NMR studies of the crystallization process show that Al and P undergo different evolutionary processes during the formation of the three compounds. In addition, through ~ (31) P {~ (27) Al} PT J-HMQC NMR The evolution of specific Al and P sites during crystallization was confirmed. By analyzing the possible crystallization starting points (core units) of the three compounds, we found that in the crystallization process of Al PO-BDA, Al PO-MPMD and Al PO-HDA, the orientation of the core units was different because of the different structures of the three organic amines, i.e. the crystallization starting points were different, but with the change of crystallization starting points. Thus, in the open skeleton Al PO-HDA, organic amines play a structure-directed role, more specifically, for the topological structure-directed effect. 2. The initial mixtures of Al_2O_3:1.8 P_2O_5:2.4 R:125 H_2O (R=1,3-propanediamine or 1,4-butanediamine) at 160 degrees C and 19 degrees C were studied. Crystallization at 0 degree C. Two layered aluminium phosphate Ui O-18 and open skeleton aluminium phosphate APDAB200 with completely different topologies were directed at 160 degree C, 1,3-propanediamine and 1,4-butanediamine, respectively, indicating that the addition of a methylene has a significant effect on the structure-directing effect of 1,3-propanediamine, while at 190 degree C, 1,3-propanediamine and 1,4-butanediamine respectively. The results show that the addition of a methylene has no effect on the structure-directing effect of 1,3-propanediamine. Therefore, the effect of adding a methylene on the structure-directing effect of 1,3-propanediamine molecule is temperature-dependent. A methylene does not change the concentration of P H in the liquid phase and P in the liquid phase. Although the addition of a methylene to 1,3-propanediamine in the initial mixture has no significant effect on the type and distribution of small structural units of aluminum phosphate, it results in different core units and different long-range ordered structures. However, 1,3-propanediamide and 1,4-butanediamide led to similar core units and eventually crystallized long-range ordered structures with the same topological structure.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O614.31

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 蔣法金;;雙氫磷酸鋁粘結(jié)劑的應(yīng)用[J];粘接;1981年03期

2 蔣法金;;雙氫磷酸鋁粘結(jié)劑的應(yīng)用[J];無機(jī)鹽工業(yè);1981年02期

3 劉佩珠;三磷酸鋁[J];現(xiàn)代化工;1982年06期

4 陳尚謹(jǐn);磷酸鋁礦的利用[J];化工礦山技術(shù);1984年01期

5 王光金;磷酸鋁涂料在隧道窯上的應(yīng)用[J];磨料磨具與磨削;1985年01期

6 榮巖;復(fù)鹽磷酸鋁鈉[J];無機(jī)鹽工業(yè);1988年04期

7 貢長(zhǎng)生;磷酸鋁系分子篩的研究進(jìn)展[J];天然氣化工;1995年03期

8 楊文冬;黃劍鋒;曹麗云;夏昌奎;;磷酸鋁的制備及其應(yīng)用[J];無機(jī)鹽工業(yè);2009年04期

9 李少燕;鐘恒文;韋志明;寧紅;;三磷酸鋁的傅里葉變換紅外光譜分析[J];理化檢驗(yàn)(化學(xué)分冊(cè));2009年07期

10 龔福忠;徐運(yùn)貴;阮恒;周立亞;易均輝;;超細(xì)球形磷酸鋁的制備[J];廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 吳展陽;;摩爾比對(duì)三磷酸鋁純度的影響[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識(shí)創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（上冊(cè)）[C];2001年

2 郭亞楠;宋曉偉;李激揚(yáng);韓義德;于吉紅;徐如人;;新型含鐵磷酸鋁類分子篩的合成與結(jié)構(gòu)[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第08分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

3 梁可文;李保山;;磷酸鋁分子篩的研究進(jìn)展[A];第五屆全國(guó)工業(yè)催化技術(shù)與應(yīng)用年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2008年

4 王艷艷;李乙;李激揚(yáng);于吉紅;;金屬鎂取代磷酸鋁分子篩的合成[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第8分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

5 王艷艷;李乙;邵浪;李激揚(yáng);于吉紅;;金屬取代磷酸鋁分子篩的制備[A];第十二屆固態(tài)化學(xué)與無機(jī)合成學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

6 谷景華;張躍;揭忠應(yīng);;磷酸鋁-磷酸鉻混合體系的燒結(jié)性能[A];第四屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2001年

7 顧建峰;袁忠勇;;銅摻雜的介孔磷酸鋁材料的制備及表征[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)納米化學(xué)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

8 孔文波;李牛;關(guān)乃佳;項(xiàng)壽鶴;;亞磷酸體系中一種新型磷酸鋁分子篩的合成研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)無機(jī)與配位化學(xué)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

9 廖湘洲;寧春利;張文祥;高滋;張春雷;;介孔-微孔磷酸鋁分子篩的合成及其在愈創(chuàng)木酚合成反應(yīng)中的應(yīng)用[A];第一屆全國(guó)精細(xì)化工催化會(huì)議論文集[C];2009年

10 劉鋼;劉羽;祖艷紅;賈明君;張文祥;;檸檬酸路線合成新型介孔磷酸鋁及其催化性能研究[A];第十一屆全國(guó)青年催化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 陳雙龍;限域于磷酸鋁分子篩一維孔道中碘與水的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變研究[D];吉林大學(xué);2016年

2 王梅;層孔和微孔磷酸鋁化合物的合成與表征[D];吉林大學(xué);2005年

3 高秋明;醇體系磷酸鋁的合成化學(xué)[D];吉林大學(xué);1997年

4 周丹;陰離子骨架磷酸鋁的合成與固體核磁共振研究[D];吉林大學(xué);2006年

5 彭莉;基于層狀磷酸鋁的插層與合成研究[D];吉林大學(xué);2005年

6 高娜;基于數(shù)據(jù)挖掘方法對(duì)定向合成微孔磷酸鋁研究[D];吉林大學(xué);2014年

7 于靜;介孔磷酸鋁與磷酸鎳的合成及催化性能的研究[D];大連理工大學(xué);2008年

8 田大勇;特殊聚集態(tài)磷酸鋁分子篩的合成及生長(zhǎng)機(jī)制研究[D];吉林大學(xué);2009年

9 李勁松;數(shù)據(jù)挖掘方法在磷酸鋁合成數(shù)據(jù)分析上的應(yīng)用[D];東北師范大學(xué);2013年

10 仝曉強(qiáng);開放骨架磷酸鋁的合成及哌嗪分子的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向效應(yīng)研究[D];吉林大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 韓韶昌;離子熱合成磷酸鋁分子篩的研究[D];河北科技大學(xué);2015年

2 矯雪嬌;新型鋅/鎂摻雜磷酸鋁分子篩的合成[D];吉林大學(xué);2016年

3 王子;開放骨架磷酸鋁合成中影響二丙胺結(jié)構(gòu)導(dǎo)向效應(yīng)的因素研究[D];吉林大學(xué);2017年

4 孫洋洋;陰離子開放骨架磷酸鋁合成中的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向效應(yīng)[D];吉林大學(xué);2017年

5 周周;熱穩(wěn)定介孔磷酸鋁的合成與表征[D];吉林大學(xué);2005年

6 劉卓;過渡金屬取代磷酸鋁分子篩的合成與表征[D];吉林大學(xué);2012年

7 李翠霞;離子熱合成磷酸鋁分子篩及其表征[D];江南大學(xué);2008年

8 陳國(guó)華;微孔磷酸鋁分子篩合成、表征及催化性能的研究[D];吉林大學(xué);2009年

9 谷勝利;磷酸鋁單晶生長(zhǎng)工藝的研究[D];山東大學(xué);2006年

10 劉洋;濃縮氟離子體系下磷酸鋁微孔化合物的合成研究[D];吉林大學(xué);2009年

，

本文編號(hào)：2188230