拓扑化学反应剖析.pptVIP

4.5 拓扑化学topotaxial reaction 一、嵌入反应 嵌入反应(Intercalation)是一类重要的软化学过程。在其过程中，一些外来离子或分子嵌入到固体基质晶格中，而不产生晶体结构的重大改变。 注意：1. 通常发生在层状化合物当中： 层间的相互作用很弱，而层内的化学键很强 2. 在溶液中或熔盐中进行，有时还伴有氧化还原反应； 3. 脱嵌入反应 嵌入反应实例 沸石和分子筛关系 1. “沸石”是基于物质物理化学特性的定义，“分子筛”是基于材料结构和功能的定义。 2. 沸石可以用作分子筛，甚至在分子筛中最具代表性。但两者并不等同。 3.含有Si、Al、O三种元素的分子筛 ，而分子筛可以含有其他杂原子，如Fe、Zn、P等 。 X射线衍射作用： 1. 峰的强度看物质的结晶度 ； 2. 物质的纯度 * 第四章 软化学和绿色合成方法 4.1 软化学概述 4.2 先驱物法(precursor route) 4.3 溶胶－凝胶法(sol-gel) 4.4 拓扑化学反应(topotaxial chemistry) 4.5 低热固相反应 (solid state synthesis at room temperature) 4.6 水热法（Hydrothermal synthesis) 拓扑化学反应：又叫局部规整反应，指在一些无机固体化学反应中，产物的结构与反应物的结构存在一定的关联，化学反应在保持一定的晶体结构条件下进行。 利用拓扑化学反应的结构不变性，可以进行具有特定结构和性质的固体材料的设计和合成。 嵌入反应 Intercalation 脱水反应 Dehydration 离子交换 Ion Exchange 同晶置换反应 Isomorphous substitution 分解反应 Decomposition 氧化还原反应 Redox reaction 拓扑 化学 1) 在较低的温度下将金属锂嵌入到具有层状结构的二硫化铌中时，金属锂进入到层间，但二硫化铌的基本结构保持不变。 2) 次钒酸锂(LiVO2) 锂离子和钒离子沿三重轴方向交替排列。在氧化性溶液中，锂离子可以被取出，生成具有二氯化镉结构的二氧化钒。在整个反应过程中，次钒酸锂(LiVO2)中二氧化钒部分的结构保持不变，而化合物的组成发生了改变。利用拓扑化学原理制成的锂离子电极，可以可逆地嵌入和取出锂离子，同时保持电极结构的稳定性。 嵌入反应 Intercalation英文阅读 1) Involves inserting ions into an existing structure, this leads to a reduction (cations inserted) or an oxidation (anions inserted) of the host. 2) Typically carried out on layered materials (strong covalent bonding within layers, weak van der Waals type bonding between layers, i.e. graphite, clays, dicalchogenides). The host compounds are generally solids, and the guests are in the forms of liquids or gases. 二、脱嵌反应 Deintercalation 脱嵌反应：把引进去的外来客体从主体结构上移走的 反应。 说明： 为嵌入反应的逆过程。 主体：大的分子 客体：小分子、离子 By removing water and/or hydroxide groups from a compound. often perform redox chemistry and maintain a structural framework not accessible using conventional synthesis approaches. Examples : Mo1-xWxO3?H2O → Mo1-xWxO3 (230°C) 三、 脱水反应Dehydration O Re ReO3 (WO3 )的结构 WO3晶体结构 Mo1-xWxO3 脱水反应(dehydroly