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激光技术和半导体技术的不断发展,对功能晶体提出了各种各样的新的要求,对现有的晶体的质量要求也越来越高,因此,现在除了对现有的功能晶体设法继续提高质量或掺质改性外,研究功能晶体的组成,结构与性能间相互关系,探索寻找各类新型功能晶体始终是一个热门课题。本研究采用高温溶液法和水热法探索新型硼酸盐晶体,主要合成了四种新型的硼酸盐晶体PbBiBO4、NaSrB5O9、Pb[B5O8(OH)]·1.5H2O和Na3CaB5O10。采用Rigaku AFC7R X-衍射四圆衍射仪进行X-射线衍射数据收集,运用SHELX-97软件解析出了晶体结构。PbBiBO4在低于800°C的温度下通过高温溶液法制得。单晶X射线结构分析表明该化合物属于P21/n空间群,晶胞参数为:a = 7.473(1) A, b = 7.517(1) A, c = 7.609(1) A,β= 91.48(1)°, Z = 4。这是一种新的结构类型,在晶体结构中畸变的BiO6八面体以共边共角的方式相互连接形成二维的2∞[BiO4]5-层,层与层间通过BO3三角形中的B原子连接起来形成3∞[BiBO4]2-三维构架,存在[010]方向的孔道,在孔道当中填充着Pb2+离子。NaSrB5O9在低于800°C的温度下通过高温溶液法制得。单晶X射线结构分析表明该化合物属于单斜晶系,P21/c空间群,晶胞参数为a = 6.499(2) A, b = 13.979(2) A,c = 8.045(2) A,β= 106.92(2)°,Z = 4。NaSrB5O9是一种层状化合物,其结构包含B5O11双环,该双环由两个BO4四面体和三个BO3三角形组成。每个B5O11通过环外的氧原子与另外四个等同的B5O11单元相连,形成二维的2∞[B5O9]3-层,它们垂直于b轴方向平行排列,相邻的层可通过中心对称操作得到,层与层间通过Na+和Sr2+离子的静电作用结合在一起。Pb[B5O8(OH)]·1.5H2O通过水热法在170°C的温度下合成。单晶X射线结构分析发现该化合物属于三斜空间群P1,晶胞参数为a = 6.656(2) A, b = 6.714(2) A,c = 10.701(2) A,α= 99.07(2)°,β= 93.67(2)°,γ= 118.87(1)°,Z = 2。它是一个包含[B5O8(OH)]2-双环的层状化合物。在其结构中,[B5O8(OH)]2-单元共享环外氧原子,形成二维层,这些层垂直于c轴方向平行排列并通过中心对称操作相联系,层之间由Pb2+离子、水分子的静电作用和氢键连接,从该化合物的红外光谱中可以看出有BO3, BO4, OH基团和水分子存在。Na3CaB5O10在低于750°C的温度下通过高温溶液法制得。单晶X射线结构分析表明该化合物属于三斜空间群P1,晶胞参数为:a = 7.4403(6) A, b = 9.7530(10) A, c = 12.9289(9) A,α= 90.972(7)°,β= 90.073(7)°,γ= 109.656(6)°, Z = 4。该物质晶胞体积是以前报道的同一化合物的两倍,具有超结构。该物质中[B5O10]5-阴离子基团被Ca2+和Na+隔开,其中,Ca2+的配位数为六,Na+的配位数分别为五、六和七。红外光谱再次证明该物质中存在BO3和BO4基团。上述四中硼酸盐都是属于中心对称的空间群,都不具有非线性光学性质,但其结构都是新型的,其中PbBiBO4、NaSrB5O9、Pb[B5O8(OH)]·1.5H2O是我们首次发现的,Na3CaB5O10的结构也是我们第一次解出来的。