新型微孔锗酸盐分子筛的合成和结构研究

论文摘要

近年来,锗酸盐分子筛的研究逐渐引起人们的关注,大量具有新颖结构的锗酸盐分子筛的出现,说明在锗酸盐体系下可以合成出与传统硅酸盐沸石分子筛结构不同的分子筛,成为分子筛合成的前沿领域之一。本文将几种有机物分别作为溶剂和模板剂,以二氧化锗为锗源,在溶剂热条件下进行合成,并根据产物特点调整溶剂中有机物和水与模板剂的配比,考察这些因素对产物的影响,利用X射线衍射、扫描电镜等表征手段对分子筛的结构、形貌进行分析。在此理论指导下,在四氢呋喃和三乙胺的体系中合成了一种分子筛结构的晶体,该晶体的是无色透明的十二面体,它具有8-10元环的孔道结构。并考察了改变溶剂和模板剂的量对晶体结晶、结构和形貌的影响。尝试在反应凝胶中加入钾离子,在多种凝胶体系中合成了锗酸盐（NH4）3H（Ge7O16）（H2O）2.72晶体,在不同体系下合成晶体的尺寸有很大差异,各晶粒都是由层片平行排列而成的立方体,并且含有8-10元环结构。实验说明钾离子的存在有利于（NH4）3H（Ge7O16）（H2O）2.72晶体的生成。论文还讨论了生成GeO2晶体的条件,Ge、O作为锗酸盐分子筛的骨架元素,GeO2的结晶对分子筛的合成具有借鉴作用。文中列举了生成GeO2晶体的不同体系,各体系下得到的GeO2晶体差异很大,通过改变合成中模板剂的量,考察了模板剂对晶粒尺寸、形核、结晶的作用,总结了GeO2晶体合成中的规律,为新型锗酸盐分子筛的合成提供丰富的经验。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 沸石分子筛的概念
• 1.2 分子筛的合成方法
• 1.2.1 水热合成法
• 1.2.2 溶剂热合成法
• 1.2.3 微波合成法
• 1.2.4 干凝胶合成法
• 1.3 沸石分子筛合成机理
• 1.3.1 固相转变机理
• 1.3.2 液相转变机理
• 1.3.3 双相转变机理
• 1.3.4 液晶模板机理
• 1.4 微孔分子筛简介
• 1.5 微孔分子筛中模板剂的作用
• 1.5.1 金属阳离子
• 1.5.2 有机物
• 1.5.3 氟离子
• 1.5.4 水、阴离子或盐
• 1.6 分子模拟研究主-客体间相互作用
• 1.7 微孔分子筛的性能
• 1.8 微孔分子筛材料的应用
• 1.9 本文的研究意义及主要内容
• 第二章 锗酸盐分子筛的合成及表征
• 2.1 引言
• 2.1.1 锗酸盐分子筛的合成特点
• 2.1.2 锗酸盐分子筛的发展
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂及仪器
• 2.2.2 样品的制备
• 2.2.3 样品的测试与表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 分子筛晶体的特征
• 2.3.2 不同合成体系下所得晶体的特征
• 2.3.3 溶剂的量对晶体的影响
• 2.3.4 模板剂的量对晶体形貌的影响
• 2.4 本章小结
• 4）₃H(Ge₇O₁₆)（H₂O）_2.72 晶体的合成和表征'>第三章 层状锗酸盐（NH₄）₃H(Ge₇O₁₆)（H₂O）_2.72晶体的合成和表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂
• 3.2.2 样品的制备
• 3.2.3 样品的测试与表征
• 3.3 结果与讨论
• 4）₃H(Ge₇O₁₆)（H₂O）_2.72 晶体的特征'>3.3.1 （NH₄）₃H(Ge₇O₁₆)（H₂O）_2.72晶体的特征
• 3.3.2 模板剂的量对晶体的影响
• 3.4 本章小结
• 2 晶体的生成'>第四章 GeO₂晶体的生成
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂
• 4.2.2 样品的制备
• 4.2.3 样品的测试与表征
• 4.3 实验结果与讨论
• 2 晶体的特征'>4.3.1 GeO₂晶体的特征
• 2 晶体生成的影响'>4.3.2 模板剂的量对GeO₂晶体生成的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结和展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文