新型硼磷酸盐的“一体化”离子热合成、结构与性质

新型无机化合物及新的合成方法、反应过程及结构与性能的研究一直是无机合成与制备化学中的重要课题。本项目拟以硼磷酸盐的离子热合成体系为研究对象，从含硼离子液体入手,选取易于诱导生成无机微孔晶体材料的有机胺如咪唑类、吡啶类和季铵类等作为离子液体阳离子，以四氟硼酸类和双乙二酸硼酸类等含硼的无机或无机有机配合物作为离子液体阴离子，通过阴阳离子组合得到可同时发挥溶剂、结构导向剂和硼源等多重功效的系列含硼离子液体，实现硼磷酸盐的"一体化（all-in-one）"离子热合成，从而在全新的离子介质中探索硼磷酸盐新材料、以及新的合成方法。详细研究所得晶体的结构及由结构决定可能存在的非线性光学、离子交换、吸附、催化、磁学或荧光等性质；系统研究离子液体在合成过程中的作用，总结离子热体系中硼磷酸盐晶体生长的规律性，建立"一体化"离子热合成硼磷酸盐的新方法，为应用离子热方法合成其它新材料提供研究基础和理论指导。

离子热法作为一种新兴的微孔材料合成方法受到研究者的极大关注。虽然此方法在材料制备方面显示出极大潜力，目前除磷酸铝以外微孔材料的离子热合成研究仍较少，所使用的离子液体种类有限。本项目是针对此问题提出，一方面尝试合成新型离子液体，研究其相关性质，筛选适合用作离子热合成的离子液体，另一方面把所合成的离子液体用于新型硼磷酸盐的合成探索。此外，我们还对离子液体负载型介孔材料的合成进行了拓展性尝试。取得主要结果如下：1）合成并表征多种含硼离子液体及其相关的盐类化合物。深入研究了部分高纯度离子液体的基础热化学性质、密度和表面张力性质等。2）以离子液体为溶剂、结构导向剂或反应物，合成出多种新型硼磷酸盐和亚磷酸盐化合物，基于材料各自的结构特点对其相关物性如磁性及光学性质等进行了详细研究。3）对合成体系中离子液体的作用进行了详细考察，结合理论计算研究部分结构模型中阳离子的模板能力。4）合成功能化离子液体负载的介孔材料，研究其在羟醛缩合反应中的催化性能。本项目较好的完成了预期目标，不仅丰富了离子液体的种类，为其今后的应用提供有价值的基础数据，还证实了用含硼离子液体合成新型硼磷酸盐的可行性，为新型无机微孔材料及合成新方法探索提供一定的研究基础和指导作用。在本基金资助下，共发表SCI论文11篇，国际会议论文3篇，申请专利1件，在国际会议上作口头报告2次。