沸石分子篩等無(wú)機(jī)微孔晶體材料由于其規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu),良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,大的比表面積等優(yōu)異的特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中的各個(gè)領(lǐng)域。自從這類材料被開(kāi)發(fā)和使用以來(lái),其形成機(jī)理就一直是人們研究的重點(diǎn)。微孔晶體材料合成過(guò)程中的反應(yīng)非常復(fù)雜,盡管人們對(duì)其晶化機(jī)理進(jìn)行了大量的研究,也提出了許多觀點(diǎn),但至今仍沒(méi)有一個(gè)廣為接受的晶化機(jī)制,目前關(guān)于微孔晶體材料的合成仍然是以試錯(cuò)的模式進(jìn)行。為了降低合成的盲目性,實(shí)現(xiàn)定向設(shè)計(jì)合成開(kāi)發(fā)具有特定功能的微孔材料,需要對(duì)晶化機(jī)理有較為清晰的認(rèn)知。開(kāi)放骨架磷酸鋁是無(wú)機(jī)微孔晶體材料中重要的一員,其組成結(jié)構(gòu)十分豐富,合成體系相比傳統(tǒng)分子篩體系相對(duì)簡(jiǎn)單,可調(diào)變的參數(shù)較少,非常適合晶化機(jī)理的研究。研究開(kāi)放骨架磷酸鋁的晶化機(jī)理有助于我們加深對(duì)沸石分子篩等無(wú)機(jī)微孔晶體材料晶化過(guò)程的認(rèn)知,從而更好地指導(dǎo)合成。本論文以開(kāi)放骨架磷酸鋁為研究對(duì)象,將有機(jī)醇溶劑作為反應(yīng)溶劑或反應(yīng)添加劑引入合成體系,系統(tǒng)研究了有機(jī)醇分子在磷酸鋁分子篩合成過(guò)程中的影響以及自生壓力對(duì)開(kāi)放骨架磷酸鋁晶化過(guò)程的影響,所取得的結(jié)果概述如下:1.以三乙胺為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑,分別使用水、乙二醇和三乙二醇三種... 

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無(wú)機(jī)微孔晶體材料的分類

酸鹽分子篩相比，磷酸鋁分子篩合成過(guò)程中必須要用到有機(jī)胺或者季銨鹽作為模板劑。有機(jī)模板劑的引入導(dǎo)致磷酸鋁分子篩更易形成大孔或超大孔的結(jié)構(gòu)，如具有十四元環(huán)孔道結(jié)構(gòu)的磷酸鋁分子篩 AlPO4-8[21]和具有十八元環(huán)孔道結(jié)構(gòu)的磷酸鋁分子篩 VPI-5[22]的成功合成，打破了人們認(rèn)為分子篩孔道局限于十二元環(huán)的誤區(qū)，促進(jìn)了關(guān)于分子篩骨架化學(xué)的研究。與此同時(shí)，主族元素、過(guò)渡金屬元素和非金屬元素引入到磷酸鋁合成體系中，極大豐富了磷酸鋁微孔材料的骨架組成[23-34]。磷酸鋁分子篩的結(jié)構(gòu)是由嚴(yán)格交替連接的 AlO4和 PO4四面體形成的中性骨架，雜原子摻雜磷酸鋁的合成為原本呈電中性的磷酸鋁分子篩帶來(lái) Bronsted酸性位點(diǎn)，從而使其在大分子催化，選擇性吸附和離子交換等領(lǐng)域表現(xiàn)出重要的應(yīng)用價(jià)值[35]。如 Si 取代磷酸鋁分子篩形成的具有八元環(huán)孔道和 CHA 籠型結(jié)構(gòu)的SAPO-34 分子篩（圖 1.2 a）是迄今為止用于工業(yè)上甲醇制備烯烴反應(yīng)（MTO）最好的催化劑[36-38]。

吉林大學(xué)博士學(xué)位論文3，4)構(gòu)成的多種化學(xué)計(jì)量比如 AlPO4(OH)-, AlP4O169-, AlP2O83-, Al2P3O123-,Al3P4O163-, Al3P5O206-, Al4P5O203-, Al5P6O243-, Al11P12O483-, Al12P13O523-, Al13P18O7215-等的一維鏈狀、二維層狀和三維開(kāi)放骨架[39-51]。目前為止，已經(jīng)有超過(guò) 200 種開(kāi)放骨架磷酸鋁結(jié)構(gòu)被開(kāi)發(fā)出來(lái)，其中最典型的例子是 1992 年吉林大學(xué)徐如人小組使用三乙胺作為有機(jī)模板劑，二縮三乙二醇作為溶劑，在溶劑熱合成條件下第一次合成出了具有二十元環(huán)超大微孔結(jié)構(gòu)的開(kāi)放骨架磷酸鋁 JDF-20[52]（圖 1.2b）。根據(jù)開(kāi)放骨架磷酸鋁材料的骨架電性和鋁磷比可將其分為如圖 1.3 所示的分類。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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