新型過渡金屬多硼酸鹽的合成、結(jié)構(gòu)及性質(zhì).pdf

1、硼酸鹽有著豐富的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物理化學性質(zhì)。B原子可以和O原子形成BO3平面三角形和BO4四面體，并且BO3和BO4進一步組成不同大小、不同形狀的硼氧聚陰離子，如孤島狀、鏈狀、層狀和三維立體結(jié)構(gòu)。由于硼酸鹽具有豐富的結(jié)構(gòu)類型，這就為我們提供了篩選具有優(yōu)良磁學、光學等性能的功能材料提供了重要的來源。本文采用硼酸熔融法、硼酸草酸共融法、硼酸草酸二次合成法合成了幾個未知的過渡金屬硼酸鹽，采用單晶衍射方法解析了幾種化合物的晶體結(jié)構(gòu)，并研究了相關的

2、化合物的磁學和光學性能。最后對這些硼酸鹽的性能進行了初步的第一性原理研究。
　　 (1)采用二次合成方法獲得了MB12O14(OH)10(M=Mn，F(xiàn)e，Zn)。單晶結(jié)構(gòu)分析表明，MB12O14(OH)10(M=Mn，F(xiàn)e，Zn)同構(gòu)于MgB12O14(OH)10，屬于單斜晶系，空間群為P2l/C，Z=2。在此化合物中，兩種結(jié)構(gòu)基元[B3O8]和[B3O7]連接構(gòu)成二維層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間通過氫鍵連接。紫外可見漫反射光譜表明，Z

3、nB12O14(OH)10的能隙為4.6eV。能帶計算也表明該化合物為絕緣體，計算的能隙值6.0eV接近于觀察值。磁性測試表明低溫下MnB12O14(OH)10的基態(tài)為反鐵磁有序，F(xiàn)eB12O14(OH)10的基態(tài)可能是反鐵磁傾斜導致的鐵磁有序。
　　 (2)采用用硼酸熔融法合成了CdB10O19H6，單晶結(jié)構(gòu)分析表明CdB10O19H6為單斜晶系，空間群為P2l/n，Z=4，α=7.728 A，b=18.950 A，c=9.8

4、62 A，β=91.45°?；衔顲dB10O19H6是由[B7O11(OH)2]3-和[B8O15(OH)2]8-共用O原子連接所組成的2維層，層間通過氫鍵連接的三維立體結(jié)構(gòu)。[B7O11(OH)2]3-是由三個BO4四面體，三個BO3，一個BO(OH)2所組成的表示為(3T+4△)。[B8O15(OH)2]8-是由三個BO4四面體，三個BO3，兩個BO2OH所組成，表示為(3T+5△)。
　　 (3)采用硼酸草酸二次合成方法