摘要:
[Zr(OPri)4·PriOH] 与 [HOSi(OtBu)3] 在无水苯中以1:1和1:2的摩尔比反应,分别生成类型为 [Zr(OPri)3{OSi(OtBu)3}] (A) 和 [Zr(OPri)2{OSi(OtBu)3}2] (B) 的醇氧锆硅氧烷前驱体。进一步将A或B与醇类以1:1的摩尔比反应,生成六种化学修饰的前驱体,类型为 [Zr(OPri)(OGO){OSi(OtBu)3}] (1A–3A) 和 [Zr(OGO){OSi(OtBu)3}2] (1B–3B) [其中G = (–CH2–)2 (1A, 1B); (–CH2–)3 (2A, 2B) 和 (–CH2CH2CH(CH3–)} (3A, 3B)]。前驱体A和B为粘稠液体,随着时间推移会固化,而其他产品均为固体,溶于常见的有机溶剂。这些产品通过元素分析、分子量测定、FAB质谱、FTIR、1H、13C和29Si-NMR等方法进行了表征。所有产品的冷冻分子量测定,以及3A和3B的FAB质谱研究,表明它们具有单体特性。然而,固化的B的FAB质谱表明其以二聚体形式存在。 [Zr{OSi(OtBu)3}4(H2O)2]·2H2O (3b) 的单晶结构分析 (Rfac = 11.9%) 以及相应更高质量晶体 [Ti(OtBu){OSi(OtBu)3}3] (4) (Rfac = 5.97%) 的分析表明存在M–O–Si键。3A、B和3B的热重分析显示,在低分解温度(≤200 °C)下,从3A生成ZrO2·SiO2类型的锆石-二氧化硅材料,从B或3B生成ZrO2·2SiO2。所需的均匀纳米级锆石-二氧化硅材料 [ZrO2·nSiO2] 已通过在有机介质中使用水解溶胶-凝胶工艺,从前驱体A和B以及醇类修饰前驱体3A和3B中轻松获得,且未使用任何酸或碱催化剂,并且通过粉末XRD图谱、SEM图像、EDX分析和IR光谱进行了表征。