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分子筛多孔晶体初级结构单元

      分子筛是由四面体之间通过共享顶点而形成的三维四连接骨架。骨架 T原子通常是指Si、Al或P原子,在少数情况下是指其他杂原子,如B、Ga、Be等, 这些四面体是构成分子筛骨架的最基本结构单元,即初 级结构单元。在这些四面体中,Si、Al和P等都以高价氧化态的形式出现,采取sp3杂化轨道与氧原子成键,Si—0平均键长为1. 61人,Al—平均键长为1. 75A, P—0平均键长为1.54入。
      在分子筛结构中,每个T原子都与四个氧原子配位,每个氧原子桥连两个T原子,因此,分子筛的结构类型可以用连接来表示。 但在某些分子筛结构中,如在A1P04-21和VPI-5中,存在着五配位或六配位的A1原子,它们除了与四个桥氧配位外,还与额外物种OFT或H20配位。 忽略这些额外物种,这些分子筛的骨架具有理想的拓扑连接。
     分子筛骨架中Si04四面体为电中性,A104带有一个负电荷,P04带有一个正电荷。因此,由Si04和A10一四面体构成的硅铝酸盐分子筛具有阴离子骨架结构。骨架负电荷由额外的阳离子平衡。硅铝酸盐分子筛的化学通式 为:A(Sio2)(ALO2)x•mH20[1](A:阳离子,价态为n),阳离子和吸附水位于孔道中。由[A104]-和[P04]+四面体严格交替构成的磷酸铝分子筛AlP04-nM骨 架具有电中性,不需要额外的阳离子来平衡骨架电荷,只有吸附水或模板剂分子存 在于孔道中。
       在通常情况下,分子筛的结构遵循Lowenstein规则,即四面体位置上的两个铝原子不能相邻。与此类似的是,在磷酸盐及取代的磷酸盐(4; 2)-连接的骨架 结构中,铝不能与二价或三价金属原子相邻,磷不能与硅或磷原子相邻。