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扩展结构多金属氧酸盐孔材料的控制合成及功能特性研究
  • 项目名称:扩展结构多金属氧酸盐孔材料的控制合成及功能特性研究
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:20371007
  • 申请代码:B0101
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2004-01-01-2006-12-31
  • 项目负责人:黄如丹
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:北京理工大学
  • 批准年度:2003
中文摘要:

孔材料在结构上的多样性和特有的孔道功能特性是一类最具发展前景的重要材料,特别是作为储氢材料、分子识别和高效催化剂的应用。因而孔结构材料研究是当前国际上材料研究领域中的一个热点课题,也是极富挑战性的重要课题。多金属氧酸盐(POMs)是一类重要的功能性无机高分子化合物,具有特殊的稳定的聚合结构和电子多样性,广泛用于催化、材料、医药和电化学、表面化学等领域,但作为扩展结构的孔材料研究才刚刚起步。本课题拟以POMs及其分子碎片作为前驱物构筑孔结构骨架,引入国际流行的以分子(簇)构筑单元进行拓扑结构设计理念,筛选适宜的结构导向物,由模板控制、溶剂热法自组装合成目标产物。重点研究各种因素对多维聚合物形成、孔结构、孔尺寸大小及均匀度等影响,从理论上分析孔形成与物质组成和结构关系的规律,并进行孔材料在贮存气体(特别是贮存氢气)和催化特性方面的应用研究。

结论摘要:

多金属氧酸盐(POMs)是一类重要的无机高分子化合物,由于其结构的多样性,尺寸大小的可调变性,多种元素的参与性,带来了功能方面的诸多优异性能。POMs已经被证实为一类新型的多功能的分子材料.其中多酸的合成化学依然是当前的研究热点。本课题设计了一条完全新的合成路线来制备POMs,现已得到了几种新的多金属氧酸盐。它们包括18系列沙漏 结构钼磷酸(盐)X7[PMo8O30] (X = Na+, K+, NH4+,H+);带有钒帽的高还原态Keggin型12-钼钒杂多酸盐(NH4)2H[(VⅣMoV4 MoⅥ8O40)(VⅣO)2.5]?5.5H2O;由异碱金属夹心钨硅酸盐组装的二维结构,Na12H3[K(SiW11O39)2]?8H2O等。同时,我们以新型多酸做酸催化剂,以有机酸与醇的酯化反应为指针反应,重点研究了高碳链饱和酸、低碳链饱和酸、芳香族酸、烯酸等与醇反应生成酯的选择性和转化率,得到了若干重要的结论。为了得到带有金属有机骨架(MOF)的无机-有机杂化微孔材料,我们合成了几十种新的由MOF构成的多维网络结构的化合物,并较深入探讨了诸多因素对网络结构的影响。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
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