ペロブスカイト型チタン酸ビスマスHKBiTiO-HOと-アルキルアミンをベースとした有機-無機ハイブリッドの合成

Synthesis of Organic-Inorganic Hybrids Based on Perovskite-like Bismuth Titanate HKBiTiO·HO and -Alkylamines.

• Iana A Minich
• Oleg I Silyukov
• Veronika V Gak
• Evgeny V Borisov
• Irina A Zvereva

抄録

ペロブスカイト型層状チタン酸ビスマスHKBiTiO-HO（HKBT-HO）のプロトン化・水和型構造に-アルキルアミン（メチルアミン、エチルアミン、-プロピルアミン、-ブチルアミン、-ヘキシルアミン、-オクチルアミン）をインターカレーションすることにより、新規な有機-無機ハイブリッド材料を合成しました。このハイブリッド材料の合成の可能性を広い範囲の条件で検討した。その結果、層間水がインターカレートハイブリッドの形成に重要な役割を果たしていることがわかった。得られた化合物は、粉末X線回折分析,ラマン分光,赤外分光,NMR分光,熱重量分析,TG,TG質量分析,CHN分析,走査型電子顕微鏡を用いて特徴付けを行った。その結果、インターカレートされた-アルキルアミンは、平均傾斜角約77.5°のパラフィン状二重層を形成するアルキルアンモニウムイオンの形で存在していることが示唆された。得られたHKBT×RNH化合物は、式単位あたり0.4〜0.7-アルキルアミン分子を含有するとともに、水のインターカレーション量も変化している。穏やかな加熱により、それらは250℃まで熱的に安定な脱水形態として得られます。

New organic-inorganic hybrids have been synthesized by the intercalation of -alkylamines (methylamine, ethylamine, -propylamine, -butylamine, -hexylamine, and -octylamine) into the structure of the protonated and hydrated form of the perovskite-like layered titanate HKBiTiO·HO (HKBT·HO). The possibility of the synthesis of the hybrid materials was studied in a wide range of conditions. It was found that interlayer water plays a crucial role in the formation of intercalated hybrids. The obtained compounds were characterized with powder X-ray diffraction analysis; Raman, IR, and NMR spectroscopies; thermogravimetry (TG), TG coupled with mass spectrometry, and CHN analyses; and scanning electron microscopy. It was suggested that the intercalated -alkylamines exist in the form of alkylammonium ions forming a paraffin-like bilayer with an average tilting angle of ∼77.5°. The obtained HKBT×RNH compounds contain 0.4-0.7 -alkylamine molecules per formula unit as well as the varied amount of intercalated water. By gentle heating, they can be obtained as dehydrated forms, which are thermally stable up to 250 °C.

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