开放骨架磷酸铝AlPO-CJ9和AlPO-CJ11/CJB2的水热合成#黄湃，闫文付，于吉红，徐如人**5101520（吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室，化学学院，长春130012）摘要：分别以哌嗪(pip,C4H10N2)和N-甲基哌嗪(MPIP,C5H12N2)为结构导向剂，在水热条件下，将组成为Al2O3:P2O5:4.2R:125H2O，(R=pip/MPIP)的初始凝胶在180°C晶化，分别得到了二维开放骨架磷酸铝化合物AlPO-CJ9([C4H12N2][Al2P2O8(OH)2])和三维开放骨架磷酸铝化合物AlPO-CJ11/CJB2([C5H14N2][C4H13N2][Al11P12O48])。AlPO-CJ9结晶于P21/c空间群，晶胞参数:a=0.8884(2)nm，b=0.6874(2)nm，c=0.9553(2)nm，β=93.820(5)°。AlPO-CJ11/CJB2结晶于R-3C空间群，晶胞参数:a=1.4088(2)nm，b=1.4088(2)nm，c=4.2199(9)nm。用X-射线粉末衍射(XRD)分析对产物进行了表征。结果表明在开放骨架磷酸铝的合成中N原子上甲基的存在对哌嗪分子的结构导向能力产生了显著影响。关键词：分子筛；磷酸铝；开放骨架；结构导向效应中图分类号：O611.4Hydrothermalsynthesisofopen-frameworkaluminophosphatesAlPO-CJ9和AlPO-CJ11/CJB2HuangPai,YANWenfu,YUJihong,XURuren(StateKeyLaboratoryofInorganicSynthesisandPreparativeChemistry,CollegeofChemistry,JilinUniversity,Changchun,P.R.China130012)Abstract:HeatingtheinitialmixturewiththemolarcompositionofAl2O3:P2O5:4.2R:125H2O,(R=piperazine/N-methylpiperazine)at180C,atwo-dimensionallayeredaluminophosphate25AlPO-CJ9([C4H12N2][Al2P2O8(OH)2])andathree-dimensionalopen-frameworkaluminophosphateAlPO-CJ11/CJB2([C5H14N2][C4H13N2][Al11P12O48])wereobtained,respectively.AlPO-CJ9crystallizesinthemonoclinicspacegroupP21/cwitha=0.8884(2)nm，b=0.6874(2)nm，c=0.9553(2)nm,=93.820(5).AlPO-CJ11/CJB2crystallizesinthetrigonalspacegroupR-3Cwitha=1.4088(2)nm，b=0.6874(2)nm，c=4.2199(9)nm,TheproductswerecharacterizedbyX-raypowderdiffraction(XRD).TheresultsshowedthattheexistenceofthemethylgroupontheNatomofpiperazinehada303540significantinfluenceonthestructure-directingeffectofpiperazineinthecrystallizationoftheopen-frameworkaluminophosphates.Keywords:zeolite；aluminophosphate；open-framework；structure-directingeffect0引言自1982年联合碳化物公司的科学家们首次开发出磷酸铝分子筛家族(AlPO4-n)以来，具有新型结构和优异吸附、催化及离子交换性质的开放骨架磷酸铝化合物的开发一直是材料科学领域中的研究热点之一[1]。在水热/溶剂热/离子热等合成条件下，人们合成出了大量开放骨架磷酸铝化合物，其中包括50余种磷酸铝分子筛类拓扑结构类型，200多种一维链状，二维层状和三维开放骨架磷酸铝结构类型[2-10]。在开放骨架磷酸铝化合物中，无机骨架通常由铝氧多面体(AlO4、AlO5或AlO6)和多种磷氧四面体(PO4、PO3b(O)t、PO2b(O)2t或POb(O)3t，b：桥连，t：端连))通过共享顶点氧原子连接而成[11-12]。基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金(20120061110012)作者简介：黄湃(1986-)，男，博士生，主要研究方向：磷酸铝开放骨架化合物的合成和晶化过程研究通信联系人：闫文付(1974-)，男，博士，教授，博士生导师，主要从事无机微孔晶体的晶化机理和手性分子筛的合成研究。E-mail：yanw@jlu.edu.cn.yanw@jlu.edu.cn-1-在合成开放骨架磷酸铝化合物时需要向初始凝胶中引入有机胺或季铵碱(盐)，这些有机胺或季铵碱(盐)通常都被包裹到了孔道或无机骨架围成的空间中，因此被称为模板剂或结构导向剂。结构导向剂对于开放骨架结构的生成至关重要，如果不在初始凝胶中添加结构导向455055剂，晶化产物通常为致密相。在开放骨架磷酸铝化合物的合成中，有时一种结构导向剂在不同的条件下可以导致多种开放骨架结构的生成，而不同的结构导向剂也可以导致具有相同拓扑结构微孔化合物的生成，表明结构导向剂的结构导向效应受多种因素的影响。研究影响结构导向效应的因素将会有助于我们深入和正确理解结构导向效应的本质，为利用结构导向效应合成特定开放...