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类SBBO型硼酸盐和含有多种孤立P-O基团磷酸盐的合成 、结构和性能研究

文献类型:学位论文

作者张香玉
答辩日期2016-05-26
授予单位中国科学院大学
授予地点中国科学院新疆理化技术研究所
导师潘世烈
关键词硼酸盐 磷酸盐 晶体结构 维度减小理论 孤立p-o基团
学位名称硕士
学位专业材料物理与化学
英文摘要

基于硼酸盐和磷酸盐丰富的结构类型,本论文在磷酸盐和硼酸盐中探索合成结构新颖的化合物。在M2O-CaO-B2O3 (M = Rb, Cs)体系探索并合成了类SBBO型的Rb2Ca3B16O28 和 Cs2Ca3B16O28;在Li2O-PbO-P2O5和Li2O-PbO-BaO-P2O5体系中探索并合成了含有多种孤立P-O基团的Pb12[Li2(P2O7)2(P4O13)2](P4O13) 和Pb3Ba6[Li2(P2O7)2(P4O13)2],确定了这四种化合物的晶体结构,并表征其性能。1. 类SBBO型硼酸盐在M2O-CaO-B2O3 (M = Rb, Cs)体系中,通过高温溶液法获得该体系的第一例化合物,两个同构的中心对称化合物Rb2Ca3B16O28和Cs2Ca3B16O28。他们均结晶于单斜晶系C2/c (No. 15)空间群。Rb2Ca3B16O28的晶胞参数为a = 21.64(2) ?,b = 7.731(9) ?,c = 13.399(15) ?,β = 91.701(14)°,Z = 4;Cs2Ca3B16O28的晶胞参数为a = 21.703(7) ?,b = 7.717(3) ?,c = 13.456(5) ?,β = 91.095(4)°,Z = 4。该化合物具有类似Sr2Be2B2O7 (SBBO) 的结构:它的基本构筑单元为船型的[B8O18]基团,每个[B8O18]基团与周围的六个相同的基团连接形成二维层,相对排列的两个层通过共用氧原子连接形成三维开放框架层,Rb或Cs原子填充在层内的三维孔中,Ca原子连接三维开放框架层形成三维网状结构。紫外-可见-近红外透过光谱测试表明,它们的光学透过截止边分别为242 nm和234 nm。热学性能测试表明他们为非同成分熔融化合物。2. 含有多种孤立P-O基团的磷酸盐以维度减小理论为指导,通过高温溶液法获得两种结构非常新颖的磷酸盐,Pb12[Li2(P2O7)2(P4O13)2](P4O13)和Pb3Ba6[Li2(P2O7)2(P4O13)2]。其中,Pb12[Li2(P2O7)2(P4O13)2](P4O13)中存在三种孤立的P-O基团,P2O7和两种对称性不同的P4O13,这在磷酸盐体系是首次发现;Pb3Ba6[Li2(P2O7)2(P4O13)2]中存在两种孤立P-O基团,P2O7和P4O13。两个化合物的晶胞参数及结构特征如下:(a) Pb12[Li2(P2O7)2(P4O13)2](P4O13) 结晶于三斜晶系P (No. 2)空间群。晶胞参数为a = 7.3723(4) ?,b = 11.4425(6) ?,c = 14.2163(7) ?,α = 73.020(3)°,β = 81.998(3)°,γ = 85.325(3)°,Z = 1。该晶体结构中,P4O13基团分为两类:一类与LiO4四面体和P2O7基团连接形成零维的[Li2(P2O7)2(P4O13)2]18-阴离子簇;另一类是孤立的。零维的[Li2(P2O7)2(P4O13)2]18-阴离子簇和孤立的[P4O13]6-基团通过PbOn 多面体相互连接形成三维整体结构。(b) Pb3Ba6[Li2(P2O7)2(P4O13)2] 结晶于三斜晶系P (No. 2)空间群。晶胞参数为a = 7.5293(4) ?,b = 7.8246(4) ?,c = 15.7265(9) ?,α = 80.356(3)°,β = 84.680(3)°, γ = 78.446(3)°,Z = 1。在晶体结构中,LiO4四面体连接P2O7和P4O13基团形成零维的[Li2(P2O7)2(P4O13)2]18-阴离子簇,Pb-O和Ba-O多面体连接零维的阴离子簇形成三维的网络结构.

源URL[http://ir.xjipc.cas.cn/handle/365002/4591]  
专题新疆理化技术研究所_材料物理与化学研究室
推荐引用方式
GB/T 7714
张香玉. 类SBBO型硼酸盐和含有多种孤立P-O基团磷酸盐的合成 、结构和性能研究[D]. 中国科学院新疆理化技术研究所. 中国科学院大学. 2016.

入库方式: OAI收割

来源:新疆理化技术研究所

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