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研究生: 江永平
Yong-Ping Jiang
論文名稱: 磷酸鋅及亞磷酸鋅的合成, 結構鑑定與性質研究
指導教授: 李光華
Kwang-hwa Lii
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 化學學系
Department of Chemistry
畢業學年度: 89
語文別: 中文
論文頁數: 117
中文關鍵詞: 磷酸亞磷酸水熱微孔
外文關鍵詞: phosphate, phosphite, hydrothermal, microporous
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  • (C10H28N4)[Zn6(PO4)4(HPO4)2]?2H2O (1)
    (C10H28N4)0.5[Zn(HPO4)2]?2H2O (2)
    (C3H12N2)[Zn2(HPO4)3] (3)
    (C7H18N2)[Zn3(HPO3)4] (4)
    所得化合物均由單晶X-光繞射分析定出結構;由粉末X-光繞射分析證實產物純度;利用元素分析可以確定化合物中C、N、H等元素的比例。熱重量分析研究化合物的熱性質;固態核磁共振光譜儀測定31P的光譜。
    化合物1屬於二維的層狀結構化合物,首先由Zn2O7的二聚體與PO4形成無限鏈,再藉由ZnO4四面體當架橋連接而成無限延展的單一層,而陽離子(APPIP)則填充在層與層之間。化合物2是一個一維鏈狀的化合物,結構當中的無限鏈是由ZnO4四面體與HPO4四面體共角形成的四員環組成,鏈與鏈間透過有機陽離子與結晶水形成氫鍵而穩定整個架構。化合物3則為三維的孔洞狀結構,具有多方向的隧洞形式,結構由ZnO4四面體和HPO4四面體形成無限鏈後,藉由HPO4連接鏈與鏈形成單一層,之後層之間再透過HPO4四面體連接進而延展成孔洞狀的結構。化合物4 也是三維的孔洞結構,比較特殊的是使用亞磷酸根作為組成基本單元(HPO3),此結構同樣具有多方向互相貫穿的隧洞,結構由ZnO4四面體與HPO3四面體所構成的4、6、8環串連而形成無限鏈,鏈與鏈透過HPO3四面體形成單一層,層間則以HPO3四面體架起整個架構,有機陽離子填充於隧洞之間,藉由氫鍵使結構更加穩固。
    每個化合物的反應合成條件和影響化合物生成的水熱反應參數相互之間的關係將詳述於第二章,在第三章中將針對每一個化合物的晶體結構特徵進行描述與討論,以及探討每個化合物的熱性質和研究化合物的核磁共振結果,進一步參考X光結構解析,驗證架構內局部環境,第四章再作個總結。


    <目錄> 第一章 緒論 1-1 簡介 1 1-2 研究方法 3 1-3 單晶X-光繞射實驗與晶體結構解析 6 1-4 研究成果 10 第二章 合成與分析 2-1前言 18 2-2合成 19 2-2-1化合物的反應方法 19 2-2-2化合物的合成條件 21 2-2-2.1 (C10H28N4)[Zn6(PO4)4(HPO4)2]?2H2O (1)的合成條件 21 2-2-2.2 (C10H28N4)0.5[Zn(HPO4)2]?2H2O (2)的合成條件 22 2-2-2.3 (C3H12N2)[Zn2(HPO4)3] (3)的合成條件 23 2-2-2.4 (C7H18N2)[Zn3(HPO3)4] (4)的合成條件 24 2-3分析 25 2-3-1單晶X-光繞射(SXRD)分析 25 2-3-1.1(C10H28N4)[Zn6(PO4)4(HPO4)2]?2H2O (1)晶體結構解析 26 2-3-1.2 (C10H28N4)0.5[Zn(HPO4)2]?2H2O (2)晶體結構解析 27 2-3-1.3 (C3H12N2)[Zn2(HPO4)3] (3)晶體結構解析 28 2-3-1.4 (C7H18N2)[Zn3(HPO3)4] (4)晶體結構解析 29 2-3-2化合物元素分析 30 2-3-3粉末X-光繞射(PXRD)分析 30 2-3-4熱重量分析(TGA) 31 2-3-5固態核磁共振光譜測量 32 第三章 結果與討論 前言 34 3-1化合物的結構描述與討論 35 3-1.1 (C10H28N4)[Zn6(PO4)4(HPO4)2]2H2O (1)晶體結構描述與討論 35 3-1.2 (C10H28N4)0.5[Zn(HPO4)2]?2H2O (2)晶體結構描述與討論 37 3-1.3 (C3H12N2)[Zn2(HPO4)3] (3)晶體結構描述與討論 38 3-1.4 (C7H18N2)[Zn3(HPO3)4] (4)晶體結構描述與討論 40 3-2化合物的熱分析研究 41 3-2.1 (C10H28N4)[Zn6(PO4)4(HPO4)2]?2H2O (1)的熱分析探討 41 3-2.2 (C10H28N4)0.5[Zn(HPO4)2]?2H2O (2)的熱分析探討 42 3-2.3 (C3H12N2)[Zn2(HPO4)3] (3)的熱分析探討 42 3-2.4 (C7H18N2)[Zn3(HPO3)4] (4)的熱分析探討 43 3-3 化合物的固態核磁共振分析研究 44 3-3.1 (C10H28N4)[Zn6(PO4)4(HPO4)2]2H2O(1)的核磁共振結果探討 44 3-3.2 (C10H28N4)0.5[Zn(HPO4)2]?2H2O (2)的核磁共振結果探討 46 3-3.3 (C7H18N2)[Zn3(HPO3)4] (4)的核磁共振結果探討 46 第四章 總結 66 參考文獻 69 附錄(一) 74 化合物的結構解析數據、原子位置、鍵長鍵角、非等向性熱擾動參數 和linkage motif及鍵序和的資料表 附錄(二) 108 A部份 化合物的計算與測量粉末X-光繞射圖 109 B部份 化合物的熱分析圖 113 C部份 化合物的固態核磁共振光譜圖 117

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