新型層狀鈣鈦礦氧化物的合成和結(jié)構(gòu)表征.pdf

1、層狀鈣鈦礦氧化物是一種重要的功能材料，由于其特有的層狀結(jié)構(gòu)和層間化學(xué)反應(yīng)活性在超導(dǎo)、巨磁阻、鐵電、光催化等方面有巨大的應(yīng)用。本文探索了幾種新型層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物的合成并成功進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。 1.一種新型兩層Ruddlesden-Popper相的合成和結(jié)構(gòu)表征 我們合成出一種新型兩層Ruddlesden-Popper相Li2CaTa2O7，電子衍射花樣表明Li2CaTa2O7是一種面心格子類型的層狀氧化物，我們通過Ful

2、lprof軟件采用Rietveld精修方法對Li2CaTa2O7的粉末X射線衍射數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分析，證實了Li2CaTa2O7晶體結(jié)構(gòu)屬于Fmmm空間群(a=5.5153(1)，b=5.4646(1)，c=18.2375(3)A)。紫外可見吸收光譜表明Li2CaTa2O7在紫外光區(qū)域有吸收峰，在450瓦汞燈的照射下通過對羅丹明B水溶液的光降解反應(yīng)的研究，我們初步測量了Li2CaTa2O7的光催化活性。實驗結(jié)果表明，Li2CaTa2O7展現(xiàn)

3、了良好的光催化性能。Li2CaTa2O7的合成和性質(zhì)研究證明兩層Ruddlesden-Popper結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦氧化物是一種有巨大應(yīng)用前景的清潔能源材料。 2.一種新型四層Aurivillius相的合成和結(jié)構(gòu)表征 通過按照1：2的比例混合的Bi2SrNb2O9和NaNbO3在1100℃下的固體化學(xué)反應(yīng)，我們成功合成出了四層的Aurivillius結(jié)構(gòu)的層狀氧化物Bi2SrNa2Nb4O15，采用Rietveld精修方法對B

4、i2SrNa2Nb4O15的粉末X射線衍射數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分析，證實了Bi2SrNa2Nb4O15晶體結(jié)構(gòu)屬于I4/mmm空間群(a=3.9021(1)A，c=40.75s4(10)A)。得到的Bi2SrNa2Nb4O15樣品在6mol/l鹽酸里室溫攪拌72小時，通過離子交換反應(yīng)使氫離子取代Aurivillius相中的鉍氧層，我們得到了Bi2SrNa2Nb4O15的氫離子形式，X射線衍射分析表明離子交換反應(yīng)的產(chǎn)物保留了原料中的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)層，

5、并且c軸方向上有縮小的現(xiàn)象。并通過X射線熒光元素定量分析和熱重分析證明的其組成為H1.8[Sr0.8Bi0.2Na2Nb4O13]，晶胞參數(shù)為a=3.89(1)A，c=17.74(5)A。 我們還成功合成了兩種新型的2+1層復(fù)合的Aurivillius相Bi5Nb3O15和Bi4LaNb3O15，粉末X射線衍射研究表明這兩種化合物都是屬于四方晶系的層狀結(jié)構(gòu)。 3.三層Dion-Jacobson相的反應(yīng)和結(jié)構(gòu)表征

6、通過電子衍射和對粉末X射線衍射數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)解析和Rietveld精修，我們首次證實RbCa2Nb3O10是以空間群P4/mmm的形式存在a=3.85865(6)和c=14.91081(29)A。我們還對RbCa2Nb3O10在硝酸溶液中進(jìn)行離子交換反應(yīng)，制備了三層Dion-Jacobson相的氫離子形式HCa2Nb3O10，并成功解析其晶體結(jié)構(gòu)，證實是HCa2Nb3O10以空間群P4/mmm的形式存在a=3.85234(7)和c=14.

7、38832(34)A。我們還研究HCa2Nb3O10的拓?fù)浠瘜W(xué)反應(yīng)，對HCa2Nb3O10的脫水產(chǎn)物Ca4Nb6O19成功進(jìn)行了粉末X射線衍射峰指標(biāo)化。 4.一種新型二層Dion-Jacobson相的合成和結(jié)構(gòu)表征 我們設(shè)計了一種新的快速的離子交換反應(yīng)，得到了一種新的兩層Dion-Jacobson中間相LiLaNb2O7，通過電子衍射和對粉末X射線衍射數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)解析和Rietveld精修，我們證實LiLaNb2O7是以