BaBPO5和(H3O)Zn(H2O)2BP2O8•H2O的低温溶剂热合成及表征

摘要

硼磷酸盐化合物是一类重要的化合物，其中含有BX3或BX4基团以及PX4基团(X=O,OH)，这些基团聚合形成各种多聚体，产生链状，层状，骨架等复杂结构。这类材料具有优异的非线性光学性质，一直是人们研究的重点。这类化合物大多是在高温条件下合成的，在高温条件下不利于获得低对称性的化合物。在温和条件下合成这类化合物成为目前研究的热点之一。水热或溶剂热作为重要的温和合成方法已用于硼磷酸盐的合成之中。目前人们采用的溶剂大多是乙二醇，然而乙二醇黏度大，使得合成温度高，同时也不利于获得单晶样品。为了开发有效的硼磷酸盐合成路线，采用了乙醇和水的混合溶剂，在溶剂热条件下开展了硼磷酸盐的合成研究。在温和条件下成功地合成出了两种具有手性结构的硼磷酸盐化合物—BaBPO5(1)和(H3O)Zn(H2O)2BP2O8·H2O(2)。利用单晶衍射，扫描电镜，X射线粉末衍射、红外，热重等分析手段对这两种化合物进行了结构测定和性质表征。发现二者均具有手性结构。我们的研究表明采用乙醇和水混合的溶剂合成硼磷酸盐具有合成温度低，有利于生长单晶的特点，对于开发新型硼磷酸盐，特别是手性化合物具有重要意义。实验结果如下： 1.在T=120℃条件下成功合成出了BaBPO5(1)，该化合物属三方晶系，P3221空间群，a=b=7.1162(3)(A)，c=6.9979(6)(A)，Z=3。晶体具有一维链状结构，其中BO4和PO4四面体基团以共享氧原子的方式连接，并在空间上无限延伸成螺旋链，Ba作为平衡阳离子据于链与链之间。 2.在T=80℃条件下成功合成出了(H3O)Zn(H2O)2BP2O8·H2O(2)，该化合物属六方晶系，P6122空间群，a=b=9.513(2)(A)，c=15.906(8)(A)，Z=6。该晶体结构中含有BO4，PO4四面体以及ZnO6八面体，其中BO4-PO4四面体螺旋带通过ZnO6八面体和强氢键相互作用形成三维框架,H3O+位于三维骨架的孔道中。

目录

声明

引言

1 硼磷酸盐的简介

1.1 硼磷酸盐的晶体结构

1.1.1 硼磷酸盐的分类法

1.1.2 硼磷酸盐的阴离子骨架

1.2 硼磷酸盐的合成法

1.2.1 硼磷酸盐合成方法简介

1.2.2 高温固相法

1.2.3 助熔剂法

1.2.4 水热(溶剂热)法

1.2.5 离子液体热合成法

1.3 硼磷酸盐的性质及应用

(1) 非线性光学性

(2) 磁性

(3) 发光性

1.4 本文研究的目的及意义

1.5 本文的研究内容

1.6 本文中使用的试剂及仪器表征

1.6.1 实验试剂

1.6.2 实验仪器表征

2 化合物BaBPO5(1)的溶剂热合成与表征

2.1 引言

2.2 化合物BaBPO5(1)的合成

2.3 合成反应的影响因素讨论

2.4 化合物BaBPO5(1)的表征

2.4.1 化合物(1)的形貌观察

2.4.2 化合物(1)单晶结构的测定及描述

2.4.3 化合物(1)的X射线粉末衍射分析

2.4.4 化合物(1)的红外图谱分析

2.5 本章小结

3 化合物(H3O)Zn(H2O)2BP2O8·H2O(2)的溶剂热合成与表征3.1 引言

3.1 引言

3.2 (H3O)Zn(H2O)2BP2O8·H2O(2)的合成

3.3 合成反应的影响因素讨论

3.4 化合物(H3O)Zn(H2O)2BP2O8·H2O(2)的表征

3.4.1 化合物(2)的晶体形貌的观察

3.4.2 化合物(2)的单晶结构的测定及描述

3.4.3 化合物(2)的X射线粉末衍射分析

3.4.4 化合物(2)的红外图谱分析

3.4.5 化合物(2)的热重分析

3.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

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