论文摘要
有机-无机杂化材料兼有有机材料与无机材料的优良特性,并能通过材料功能的复合,实现性能的互补与优化,具有诱人的应用前景。有机-无机杂化材料的制备是现代化学分子设计的重要内容。有机-金属磷酸盐杂化材料作为有机-无机杂化材料的一个重要分支,由于其丰富的结构特征及其能作为异相催化剂、吸附剂和离子交换剂等材料而越来越受关注,致使对于它们的制备与表征进行了广泛的研究,无论是在基础理论还是在实际应用上都显得有其特殊的意义。本文主要研究的内容是:通过水热的方法合成与表征具有新颖结构的磷酸盐晶体,旨在研究无机-有机杂化结构的多样性及其潜在的应用。我们利用水热合成技术,以乙二胺和DETA为模版剂成功合成出系列磷酸盐晶体,其中两个磷酸盐晶体未见报道,有一个只有粉末相被报道过。并利用X-射线单晶衍射法测定了晶体结构,应用EDX测定了化合物的化学组成,红外光谱分析测定化合物中所含的官能团,对可能的发光活性进行了测试。1、新化合物(C2N2H102[Zn（PO4）2]该化合物为无色透明长方柱状晶体。晶体学数据为:正交晶系,空间群Pccn, a=17.056（3） , b=8.4219（17） , c=8.7260（18） , V=1253.4（4） P3P, Z=4。通过1490个独立衍射电对88个参数进行修正,最后获得R1=0.0287,wR2（all data）=0.0785。该化合物晶体结构中磷氧呈四面体配位[PO4],锌氧也呈四面体配位[ZnO4],每个[PO4]四面体与两个[ZnO4]四面体通过共用两个角顶氧原子,形成平行c轴方向的一维链状结构。该晶体沿着b轴方向有孔洞结构,孔径为4.36。沿着a轴为层状结构,由有机层和无机层交替排列而成,有机层与无机层之间靠N-H···O氢键相连。每两个无机层之间含有两个有机层,有机层是由双质子的(C2H10N2)2+沿着bc面排列而成,相邻的两个(C2H10N2)2+分子近似相互垂直。无机层是由ZnO4B四面体和PO4四面体连接而成的无限长直链沿着b轴平行排列而成。2、新化合物(C2N2H10)4[Na2Mo12O32（PO4）（HPO4）2（H2PO4）5]·3.5H2O该化合物为暗红色片状晶体。晶体学数据为:三斜晶系,空间群P-1,a=12.0117（4） , b=14.5565（5） , c=21.2805（8） , V=3550.8（2） P3P,α=80.65 （0）°,β=82.64 （0）°,γ=76.26 （0）°, Z=2。通过15682个独立衍射电对1041个参数进行修正，最后获得R1＝0.0503，wR2 （all data）＝0.1281。该化合物结构中，磷氧呈四面体配位[PO4]，钼氧呈八面体配位[MoO6]。该晶体含有[Mo6P4]结构基元，Na+和晶格水分子。[Mo6P4]结构基元是由六个[MoO6]八面体和四个[PO4]四面体所构成的。[Mo6P4]结构基元通过Na+连接而形成中心对称的Na[Mo6P4]2二聚物。六个Mo原子在同一平面上形成一个六元环，在四个PO4四面体中，有三个在六元环的外围，一个在六元环的中心。该晶体中含有两种类型的孔道，一种是由两个Na（1）[Mo6P4]2和两个Na（2）[Mo6P4]2围成，孔道直径为6.06（Na和Na的距离）。另一种孔道是由四个Na（3）、两个Na（1）[Mo6P4]2和两个Na（2）[Mo6P4]2围成，孔道里被乙二胺分子和水分子所填充。3、化合物(C2N2H10)[Zn2（PO4）2]该化合物为无色透明四方状晶体。晶体学数据为：四方晶系，空间群P42bc,a=14.6850（2）, b=14.6850（2）, c=8.9274（2）, V=1925.19（6） 3, Z=8.。通过2191个独立衍射点对157个参数进行修正，最后获得R1＝0.0637，wR2（all data）＝0.1576。该化合物为三维空旷骨架结构的锌板。晶体结构中含有三种相互垂直的孔道，都为八元环状结构，并且平行于各自对应的晶轴。在[001]方向的孔道有规则的形状，孔道直径为7.34（O····O间的距离）。在[100]和[010]方向也有孔道，它们的形状不规则，这两个方向的孔道之间没有交叉，但它们和[001]方向的孔道都有交叉，从而形成一种三维网状结构。双质子的乙二胺与分子骨架间靠N－H···O氢键相连。