多金属氧酸盐及其衍生物的合成、表征与三阶非线性光学性质研究

摘要

本文合成得到了2个未见文献报道的Keplerate型钼-氧多金属氧酸盐基衍生物并对其进行了表征，并用Z-scan方法对这两个新化合物和2个已知的Keplerate型钼-氧多金属氧酸盐化合物以及5个已知的具有确定结构的Bielefeld巨轮型化合物的三阶非线性光学性质进行了测试。除此之外，本文合成了一个新的化合物（Himi）4[Mo8O26（imi）2]·H2O，并对其进行了表征。主要创新工作内容如下： 1.本文以文献报道的化合物（NH4）42[Mo132O372（CH3COO）30（H20）72]·ca.300H2O·ca.10CH3COONH41为原料合成了一个分子式为（NH4）18[（CH3CH2CH2CH2）4N]24{Mo132O372（H2O）72（CH3COO）30}·ca.7NH4CH3COO·ca.173H2O2的新衍生物，并用红外，紫外，热重等方法对其进行了表征。Z-scan实验结果表明化合物1的水溶液，化合物1和2各自的DMF-水的混合溶液，化合物2的DMF溶液都具有自散焦非线性折射性质；且后三者均有三阶非线性反饱和吸收性质；与化合物1的水溶液相比，由DMF做溶剂及DMF-水的混合溶液做溶剂的测量溶液的三阶非线性极化实部的测量数值增大。 2.用文献报道的化合物1为原料合成了一个新的衍生物（NH4）26[（CH3）4N]16{Mo132O372（H2O）72（CH3COO）30}·ca.7NH4CH3COO·ca.189H2O3，用Z-scan的方法测量了它的三阶非线性光学性质，其非线性折射与非线性吸收的测量数值与化合物1相比相差不大，说明实验得到的三阶非线性效应主要取决于Keplerate钼-氧多金属氧酸盐阴离子，而有机阳离子对Keplerate钼-氧多金属氧酸盐的三阶非线性贡献不大。 3.以氯仿为溶剂用Z-scan的方法测量了文献报道的化合物（DODA）40（NH4）2[H2O）72Mo132O372（CH3COO）30（H2O）72]4的三阶非线性光学性质，与化合物1、2、3的测量数值相比，三阶非线性极化系数的实部与虚部与它们相差不大，再次说明有机阳离子对Keplerate钼-氧多金属氧酸盐的三阶非线性贡献不大。 4.本文用Z-scan的方法分别测量了文献报道的具有Bielefeld巨轮型结构的{Mo154}型的化合物Na15[MoⅥ126MoⅤ28O462H14（H2O）70]0.5[MoⅥ124MoⅤ28O457H14（H2O）68]0.5·ca.400H2O5和（NH4）32[Mo138O416H6（H2O）58（CH3CO2）6]6，化合物Na2O[{Mo128Eu4O388H10（H2O）81）2]7，以及{Mo176}型的化合物K14Na16[Mo146O429（H2O）50（K5O4）16]·Ca·500H2O8和Na16[（MoO3）176H2O（CH3OH）17H16]·Ca.600H20·Ca.6CH3OH9的三阶非线性光学性质。在纳秒激光器作用下，化合物5有三阶非线性折射性质，三阶非线性吸收响应微弱；用脉冲为皮秒的激光器测量5时，发现其具有良好的自聚焦三阶非线性折射性质和反饱和吸收特性。而失去{Mo2}单元、晶体也因此不再对称的化合物6却没有表现出三阶非线性吸收与折射性质。化合物7有三阶非线性反饱和吸收性质，非线性折射性质测量响应微弱，化合物8和9的三阶非线性吸收与折射性质测量响应均很微弱。 5.合成了一个新的有机-无机杂化多金属氧酸盐（Himi）4[Mo8O26（imi）2]·H2O（imi=咪唑），β-[Mo8O26]4-单元与两个咪唑配位后带4个负电荷作为阴离子，阳离子为四个被单质子化的咪唑分子。从晶体结构解析结果可知在该分子中尽管存在着广泛的氢键网络，但是因分子式中只有一个结晶水分子，它与其周围的阴离子及阳离子形成的氢键数量很少，致使结晶水分子很容易失去导致该晶体脱离母液后很快风化，表明结晶水分子在晶体稳定方面起着重要作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1非线性光学综述

1.1.1非线性光学的发展简史

1.1.2 Z-scan技术等非线性光学材料测试方法简介

1.2非线性光学材料的研究现状与发展趋势

1.3多金属氧酸盐非线性光学材料

1.4课题的选择与研究内容

参考文献

第二章 四个Keplerate型钼-氧无机富勒烯球的三阶非线性光学性质研究

2.1引言

2.2结果和讨论

2.2.1化合物1与化合物2的测试结果

2.2.2化合物3的测试结果

2.2.3化合物4的测试结果

2.3实验部分

2.3.1化合物的合成

2.3.2红外光谱

2.3.3紫外光谱

2.3.4元素分析、热重及分子式

2.3.5三阶非线性光学性质测量

2.4结论

参考文献

第三章 巨轮型纳米多孔多金属氧酸盐的三阶非线性光学性质

3.1引言

3.2结果与讨论

3.3实验部分

3.3.1化合物的合成

3.3.2红外

3.3.3紫外

3.3.4三阶非线性光学性质

3.4结论

参考文献

第四章 一个新的有机-无机杂化多金属氧酸盐-咪唑配位化合物(Himi)4[Mo8O26(imi)2]·H2O的合成与表征

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1原料与仪器

4.3结果与讨论

4.4结论

参考文献

第五章结论

研究成果及发表的学术论文

致谢

作者和导师简介