论文部分内容阅读
基于硼酸盐和磷酸盐丰富的结构类型,本论文在磷酸盐和硼酸盐中探索合成结构新颖的化合物。在M2O-CaO-B2O3(M=Rb,Cs)体系探索并合成了类SBBO型的Rb2Ca3B16O28和Cs2Ca3B16O28;在Li2O-PbO-BaO-P2O5体系中探索并合成了含有多种孤立P-O基团的Pb3Ba6[Li2(P2O7)2(P4O13)2]和Pb12[Li2(P2O7)2(P4O13)2](P4O13),确定了这四种化合物的晶体结构,并表征其性能。 1.类SBBO型硼酸盐 通过高温熔液法,首次在M2O-CaO-B2O3(M=Rb,Cs)体系获得新化合物,两个同构的中心对称化合物Rb2Ca3B16O28和Cs2Ca3B16O28。他们均结晶于单斜晶系C2/c(No.15)空间群。Rb2Ca3B16O28的晶胞参数为a=21.64(2)(A),b=7.731(9)(A),c=13.399(15)(A),β=91.701(14)°,Z=4;Cs2Ca3B16O28的晶胞参数为a=21.703(7)(A),b=7.717(3)(A),c=13.456(5)(A),β=91.095(4)°,Z=4。他们具有类似Sr2Be2B2O7(SBBO)的结构:基本构筑单元为船型的[B8O18]基团,每个[B8O18]基团与周围的六个同种基团连接形成二维层,两个相对排列的二维层通过共用氧原子连接形成三维开放框架层,Rb或Cs原子填充在层内的三维孔中,Ca原子连接三维开放框架层形成三维网状结构。紫外-可见-近红外透过光谱测试表明,它们的光学透过截止边分别为242nm和234nm。热学性能测试表明他们为非同成分熔融化合物。 2.含有多种孤立P-O基团的磷酸盐 以维度减小理论为指导,通过高温熔液法获得两种结构非常新颖的磷酸盐,Pb3Ba6[Li2(P2O7)2(P4O13)2]和Pb12[Li2(P2O7)2(P4O13)2](P4O13)。其中,Pb3Ba6[Li2(P2O7)2(P4O13)2]中存在两种孤立P-O基团,P2O7和P4O13;Pb12[Li2(P2O7)2(P4O13)2](P4O13)中存在三种孤立的P-O基团,P2O7和两种对称性不同的P4O13,这在磷酸盐体系是首次发现。两个化合物的晶胞参数及结构特征如下: (a)Pb3Ba6[Li2(P2O7)2(P4O13)2]结晶于三斜晶系Pi(No.2)空间群。晶胞参数为a=7.5293(4)(A),b=7.8246(4)(A),c=15.7265(9)(A),α=80.356(3)°,β=84.680(3)°,γ=78.446(3)°,Z=1。在晶体结构中,LiO4四面体连接P2O7和P4O13基团形成零维的[Li2(P2O7)2(P4O13)2]18-阴离子簇,Pb-O和Ba-O多面体连接零维的阴离子簇形成三维的网络结构。 (b)Pb12[Li2(P2O7)2(P4O13)2](P4O13)结晶于三斜晶系P(1)(No.2)空间群。晶胞参数为a=7.3723(4)(A),b=11.4425(6)(A),c=14.2163(7)(A),α=73.020(3)°,β=81.998(3)°,γ=85.325(3)°,Z=1。该晶体结构中,P4O13基团分为两类:一类与LiO4四面体和P2O7基团连接形成零维的[Li2(P2O7)2(P4O13)2]18-阴离子簇;另一类是孤立的。零维的[Li2(P2O7)2(P4O13)2]18-阴离子簇和孤立的[P4O13]6-基团通过PbOn多面体相互连接形成三维整体结构。