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功能无机金属氧化物,因其在催化、吸附、离子交换及非线性光学等方面的广泛应用,引起了人们广泛的研究兴趣。本文简要回顾了现有的金属亚磷酸盐的研究现状,从结构和性能等方面进行总结并提出我们的研究思路。本论文主要采用水热合成方法制备了6个化合物,利用X-射线单晶衍射方法确定了它们的结构,结合X-射线粉末衍射、红外光谱、紫外光谱、热重分析以及EDS能谱等进一步印证这些化合物的组成和结构,并对其中一例化合物的二阶非线性光学性质进行研究。此外,为了更好的了解它们的能带结构,我们还利用CASTEP程序对部分化合物进行了能带计算。 第一章主要从结构和性质等方面介绍了金属亚磷酸盐的研究现状,并提出了我们的研究思路。 第二章为实验部分、理论基础和计算方法,详细介绍了本工作所需的各种试剂和仪器,合成与测试方法以及电子结构理论计算的有关方法和理论基础。 在第三章中,我们开展了碱(土)金属亚磷酸盐体系的研究工作。首先,我们系统地研究了Na/Rb/Cs-In-P-O体系,得到三个结构新颖的化合物,分别为NaIn3(HPO3)5(H2O)4,RbIn(HPO3)2和CsIn(HPO3)2,其中化合物RbIn(HPO3)2为非心结构。其基本骨架都是由InO6八面体经[HPO3]2-单元相互连接而成,碱金属阳离子填充在空隙中平衡电荷。从拓扑学上来看,化合物NaIn3(HPO3)5(H2O)4的阴离子骨架具有新颖的3,5节点拓扑结构。虽然化合物RbIn(HPO3)2和CsIn(HPO3)2具有相似的结构,但由于阳离子半径的差异导致它们结晶于不同的空间群。由于在化合物RbIn(HPO3)2中亚磷酸根存在H-P键使得P3+上的孤对电子活性惰化,因而其宏观非线性比较弱。同时我们也研究了Ba-Al/Ga/In-P-O体系,得到三例新颖结构的化合物分别为Ba3Al2(HPO3)6、Ba3Ga2(HPO3)6、Ba3In2(HPO3)6。它们为同构化合物,并且都是由MO6(M=Al,Ga,In)八面体和[HPO3]2-四面体相互连接构成三维结构,Ba2+离子填充在孔道中保持电荷平衡。我们的研究结果表明进一步在亚磷酸盐中尝试引入V,Ti,Nb,Ta等d0过渡金属或其他含有孤对电子的Pb2+、Sn2+等,可能会发现一些结构新颖、光学性能优越的金属亚磷酸化合物。