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铋羧酸盐及锑氧簇化合物的合成和结构化学

作　者: 余小红
导　师: 张汉辉
学　校: 福州大学
专　业: 物理化学
关键词: 金属草酸盐 锑氧簇化合物 谱学性质 量化计算
分类号: O614.531
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


含第五主族金属铋和锑的化合物具有丰富的结构类型,且在催化、医疗、光学、半导体材料等领域具有重要的实际应用和广阔的应用前景。合成含铋和锑的化合物,研究它们的反应组装规律、结构规律、性能和构效关系在理论和实际应用方面具有重要的意义。本论文通过对铋配合物及锑氧簇化合物的结构特征进行详细总结的基础上,开展了如下工作:在水热条件下成功合成出了4种结构新颖的铋的草酸盐,以及2种锑的氧簇化合物,这些化合物为:(C3N2H12)[Bi(C2O4)2.5]·H2O 1(enH2)1.5[Bi3(C2O4)6(CO2CONHCH2CH2NH3)]·6.5H2O 2(C3N2H5)2[Bi2(C2O4)4(H2O)2]·2H2O 3[NH(C2H5)3][Bi3(C2O4)5] 4[{Ni(en)2}2Sb8V14O42(H2O)]·6H2O 5Sb2O3 6并采用X-射线单晶结构分析确定了这6种化合物的晶体结构。化合物1是二维波浪型的层状结构,通过氢键作用形成三维超分子结构;化合物2-4都是三维含有孔洞的广延结构,但在草酸的配位方式及其结构上也有很大差别。其中化合物2中的有机胺(en)与作为反应物的草酸发生原位反应形成单酰胺并参与配位,单酰胺的生成可能源于Bi(Ⅲ)的催化作用及水热合成时的自组装,其余草酸则采用双齿配位的形式配位形成三维的广延结构;化合物3中的草酸都采用双齿配位的方式配位形成具有二维孔道的三维结构;化合物4中的草酸则采用双齿与三齿混合配位的多种方式形成具有一维孔道的三维结构。化合物5为混合金属Sb与V形成[Sb8V14O42]4-阴离子簇单元的化合物,该化合物中的阴离子簇通过Ni(en)22+节点连接形成二维层状结构。化合物6为首次发现的三氧化二锑的新物相,能带计算表明,它是一种半导体。与高温固相合成法比较,化合物6的水热合成温度较低,得到结晶形态好、晶粒纯度高的产物,为开发其应用奠定基础。并对其中大部分的化合物进行了红外光谱、固体紫外漫反射光谱、荧光光谱和热重分析研究,并将二维红外相关光谱引入到簇合物的研究领域。化合物1-4的热重分析实验表明它们可能是制备较纯铋氧化物原料的一种新颖的前驱物。化合物2-5的荧光光谱表明它们可能在固体蓝光发光器件方面有潜在的应用。二维红外相关光谱清晰地检测到簇合物5在热微扰和磁微扰下光谱的动态变化信息,这

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-9
第一章 前言  9-24
  1.1 配位聚合物的研究进展  9-10
  1.2 羧酸盐类配位聚合物的研究概况  10-15
    1.2.1 金属草酸盐的结构  12-15
  1.3 铋配合物的结构  15-18
  1.4 锑氧簇化合物的结构  18-22
  1.5 水热合成方法简介  22
  1.6 本课题的选题目的、意义  22-24
第二章 实验部分  24-34
  2.1 化合物的水热合成  24-28
    2.1.1 原料与设备  24
    2.1.2 合成步骤  24-26
    2.1.3 合成条件的讨论  26-28
  2.2 单晶X－射线衍射实验  28-32
  2.3 光谱和热分析实验  32-34
    2.3.1 红外光谱(FT-IR)和二维红外相关谱分析(2D-IR COS)  32
    2.3.2 拉曼光谱  32
    2.3.3 紫外-可见漫反射光谱  32
    2.3.4 稳态和动态荧光光谱  32
    2.3.5 热重分析  32-33
    2.3.6 X-射线粉末衍射（XRD）  33-34
第三章 晶体结构的描述和讨论  34-47
  3.1 铋金属草酸盐的结构  35-42
    3.1.1 二维层状结构  35-36
    3.1.2 三维广延结构  36-42
  3.2 锑氧簇化合物的结构  42-47
第四章 谱学与热分析研究  47-65
  4.1 红外和拉曼光谱分析  47-57
    4.1.1 红外光谱分析  47-50
    4.1.2 二维红外相关谱分析  50-55
      4.1.2.1 热微扰引起的二维相关红外谱  52-53
      4.1.2.2 磁微扰引起的二维相关红外谱  53-55
    4.1.3 拉曼光谱  55-57
  4.2 紫外可见固体漫反射光谱分析  57-60
  4.3 稳态和动态荧光光谱分析  60-62
    4.3.1 稳态荧光光谱分析  60-62
    4.3.2 荧光寿命分析  62
  4.4 热重分析  62-65
第五章 量子化学计算和讨论  65-75
  5.1 (C_3N_2H_(12))[Bi(C_2O_4)_(2.5)]·H_2O 的量化计算  65-68
    5.1.1 能带结构  65-67
    5.1.2 化学键分析  67-68
    5.1.3 光学性质  68
  5.2 阴离子[Bi_2(C_2O_4)_4]~(2-)的量化计算  68-72
    5.2.1 能带结构  68-70
    5.2.2 化学键分析  70-71
    5.2.3 光学性质  71-72
  5.3 Sb_2O_3 的量化计算  72-75
    5.3.1 能带结构  72-73
    5.3.2 化学键分析  73-74
    5.3.3 光学性质  74-75
总结与展望  75-77
参考文献  77-86
附录  86-98
研究生期间论文发表情况  98-99
致谢  99-100
个人简历  100

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 无机化学 > 金属元素及其化合物 > 第Ⅴ族金属元素及其化合物 > 锑主族（ＶA族金属元素） > 锑Sb
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