新型微孔硼酸铝盐的研究现状分析研究 化学材料分析研究VIP免费

摘要本论文通过查阅文献，阐述硼酸铝盐的重要意义以及在生活中应用现状及分析。结合查阅资料结果，通过当前现状对新材料发展的方向判断和预测。尤其是具有优良非线性光学(NLO)活性的BBO和LBO晶体的相继问世，极大的刺激了人们寻求具有优良光电性能的硼酸盐晶体的热情。本文重点集中在微孔硼酸盐的研究现状上以及在微孔硼酸盐方面，我们着重进行微孔硼酸铝盐的介绍。因为微孔硼酸铝既可以具有微孔材料的性质，又可以兼顾硼酸盐易形成非心结构的特点，生成具有光学性能的材料。关键词；新材料；硼酸铝盐；硼氧簇；空旷骨架引言具有规则孔道的微孔晶态材料广泛的应用于催化，离子转换和气体储存，例如硅铝酸盐就是最具代表的该类材料，为了更好的开发此类材料，并了解该类材料的组成框架和拓普类型。在过去的几十年中,人们一直在致力于合成该类材料，例如；磷酸盐，锗酸盐等。相对于沸石的四面体构型，金属MO5MO6多边体愈来愈多的被人们认识和合成，目前最大的孔道直径已达到30埃米，硼作为新兴的空旷骨架构建单元，有以下几个原因，第一硼可以与氧形成3配位或者4配位，尤其是BO3三角形，在沸石化学中是独特的，它可以连接其他四面体。第二·不同类型的硼氧多面体可以构成许多空旷骨架的基础构建单元，这样可以形成一系列具有潜在应用的结构，一些合成方法可以用来合成金属硼酸盐，传统的方法有；高温固相合成和水热溶剂热合成，近年来水热合成方法极大的发展了具有空旷骨架硼酸盐的合成，这种合成方法的反应温度通常在300度以下，用水和有机胺作为反应媒介，水热反应的合成条件有利于获得高质量单晶，通过调整反应物比例，温度，pH等来获得新型硼酸盐。二硼酸阴离子结构类型复杂结构的空旷硼酸盐由独立的硼氧簇作为基础单元，高维结构的硼酸盐，由低维结构组成，从结构化学角度认识不同类型的硼氧簇，有助于更好的了解硼酸盐微孔结构，近年来许多硼氧簇被发现，例如：[B3O3(OH)4]-,[B4O5]这样的硼氧簇聚阴离子，都是由BO3和BO4组成。如图1a所示，[B3O3(OH)4]-簇由一个BO2(OH)2四面体和两个BO2(OH)三角形组成，四面体和三角形之间通过共用氧原子连接，这种B3O3硼氧簇具有类似于苯环的结构。Heller和Clark对多种类型的硼氧簇进行了命名，如[B3O3(OH)4]-就被命名为“3:2△+1T”，数字3代表该簇中B原子数目，△和T分别代表三角形和四面体。如图1b所示，[B4O5(OH)4]2-簇由两个BO2(OH)2四面体和2个BO2(OH)三角形组成，每个BO2(OH)2四面体通过顶点氧原子连接一个BO2(OH)2四面体和2个BO2(OH)三角形，简短命名为“4:2△+2T”。[B5O6(OH)4]-簇由一个BO4四面体和4个BO2(OH)组成（图1c），这个五聚硼氧簇由两个B3O3环互相垂直相连，简短命名为“5:4△+1T”。[B7O9(OH)5]2-簇由两个BO4四面体和5个BO2(OH)三角形构成(图1d)，这个七聚硼氧簇是由2个BO4四面体连接3个B3O3环形成，简短命名为“7:5△+2T”。[B8O10(OH)6]2-簇由2个BO4四面体和6个BO2(OH)三角形构成（图1e），类似于[B7O9(OH)5]2-簇，这个八聚硼氧簇也包含3个B3O3环。2个B3O3环由一个BO4四面体连接，另一个B3O3环通过一个氧与其连接，简短命名为“8:6△+2T”.[B8O10(OH)6]2-簇由3个BO4四面体和6个BO2(OH)三角形构成（图1f），它包含了4个B3O3环，它可以看成是[B7O9(OH)5]2-再加上1个B3O3环，其简短命名为“9:6△+3T”。[B14O20(OH)6]4-簇具有一个大环型结构，它可以看成由2个[B7O9(OH)5]2-连接形成（图1g）。图1不同类型的硼氧聚阴离子簇三硼酸熔融法合成的硼酸铝盐金属铝一直作为微孔材料的源头之一，不同于硼原子的是铝可以与4个氧或5个氧6个氧形成AlO4,AlO5,AlO6多面体，把铝引用到硼酸盐骨架中，一系列新的具有潜在应用价值的空旷骨架结构被发现，早在1970年就有硼酸铝盐被合成出来，但是由于缺乏高质量晶体，这些化合物的具体结构并没有被认定，高质量单晶的硼酸铝盐可以由水热合成方法获得。2003年，林建华课题组采用硼酸熔融法合成了一系列硼酸铝PKU-n（n=1.2.5.6.8）.PKU-1是一例由AIO6八面体共边连接形成的含有18元环超大孔道的硼酸铝化合物，在18-MR环上挂有BO2(OH)三角形，其中Cr的掺杂对苯乙烯的环氧化起到了较好的催化作用（...