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含钼碘酸盐和含氟硼酸盐的合成、结构及性能研究

文献类型:学位论文

作者李雅辉
答辩日期2019-05-26
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
关键词碘酸盐 硼酸盐 结构 非线性光学效应
学位名称硕士
学位专业材料物理与化学
英文摘要

碘酸盐具有大的非线性光学效应(SHG)和高的激光损伤阈值,是可见、近红外及中红外波段有应用前景的非线性光学材料。在过去的几十年里,许多研究工作已致力于丰富碘酸盐的结构化学并发现性能优异的碘酸盐化合物。通常,I5+离子只具有两种基本的配位结构,即[IO3]?和[IO4]3?,且I-O基团不容易聚合,这严重地限制了碘酸盐结构的多样性。为了丰富碘酸盐的结构化学,本文选择在碘酸盐结构中引入Mo6+阳离子。一方面,由于二阶姜?泰勒效应,Mo6+阳离子可表现出多种不同的扭曲,这些具有多重扭曲的[MoO6]6?多面体与I-O基团的结合将极大地增加碘酸盐的结构类型;另一方面,据统计所有具有d0电子结构的阳离子中,Mo6+阳离子配位形成的[MoO6]6?八面体具有最大的平均畸变,而这种大的畸变有利于大的二阶SHG的产生。因此,本论文的研究体系之一是含钼碘酸盐体系:旨在合成结构新颖性能优异的碘酸盐新结构。目前,已在该体系获得五例含钼碘酸盐:Ba(MoO2)2(IO3)4O、Ba3[(MoO2)2(IO3)4O(OH)4]·2H2O、Sr[(MoO2)6(IO4)2O4]·H2O、NH4[MoO3(IO3)]和KRb[(MoO3)2(IO3)2]。硼酸盐具有丰富的结构构型,宽的紫外透光范围和大的激光损伤阈值,是紫外和深紫外波段光学材料研究的优选体系。而近年来的研究工作表明:将F?离子引入到硼酸盐中,将能进一步增加材料带隙,使材料的紫外截止边进一步蓝移。因此本论文的另一个研究体系是含氟硼酸盐体系,旨在合成结构新颖且性能优异的硼酸盐。目前,在该体系已获得一例氟化硼酸盐Ba3B10O17F2(KF)0.1。同时对上述六例化合物进行了系统的性能表征和理论计算。本文采用水热法合成出了Ba(MoO2)2(IO3)4O、Ba3[(MoO2)2(IO3)4O(OH)4]·2H2O和Sr[(MoO2)6(IO4)2O4]·H2O三例中心对称含钼碘酸盐。这三例化合物具有以下三方面的结构新颖性:(1)化合物Ba(MoO2)2(IO3)4O和Ba3[(MoO2)2(IO3)4O(OH)4]·2H2O中包含Mo(VI)-I(V)-O体系中首次出现的[Mo2O11]10?二聚体。(2)化合物Ba3[(MoO2)2(IO3)4O(OH)4]·2H2O中的[IO3]?基团和[Mo2O11]10?二聚体是孤立的,即化合物Ba3[(MoO2)2(IO3)4O(OH)4]·2H2O中不存在Mo-O-I键。所以,化合物Ba3[(MoO2)2(IO3)4O(OH)4]·2H2O是Mo(VI)-I(V)-O体系中的第一例双盐—钼酸-碘酸盐。(3)化合物Sr[(MoO2)6(IO4)2O4]·H2O中包含为数不多的四配位的I5+离子,即[IO4]3?基团。这三方面特点极大地丰富了含钼碘酸盐的结构化学。本文采用水热法合成出了NH4[MoO3(IO3)]和KRb[(MoO3)2(IO3)2]两例非中心对称含钼碘酸盐。这两例化合物具有以下特点:(1)化合物KRb[(MoO3)2(IO3)2]中的[IO4]3?基团通过共享顶点的方式连接形成前所未有的一维(1D)[IO3]?链。(2)化合物NH4[MoO3(IO3)]和KRb[(MoO3)2(IO3)2]表现出4.7 × KDP和8.5 × KDP的较大SHG效应,并且这两例化合物在1064 nm下均可实现相位匹配。(3)化合物NH4[MoO3(IO3)]和KRb[(MoO3)2(IO3)2]的双折射较大,分别为Δn = 0.083 at 1064 nm和0.146 at 1064 nm。所以这两例极性钼碘酸盐是潜在的具有良好性能的非线性光学材料。本文采用高温熔液法合成出了一例中心对称氟化硼酸盐Ba3B10O17F2(KF)0.1。该化合物具有以下特点:(1)化合物Ba3B10O17F2(KF)0.1是第一例碱金属碱土金属复合的氟化硼酸盐.(2)化合物Ba3B10O17F2(KF)0.1也是第一例具有双层阴离子排列的氟化硼酸盐。

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源URL[http://ir.xjipc.cas.cn/handle/365002/6013]  
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
李雅辉. 含钼碘酸盐和含氟硼酸盐的合成、结构及性能研究[D]. 中国科学院新疆理化技术研究所. 中国科学院大学. 2019.

入库方式: OAI收割

来源:新疆理化技术研究所

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