具有手性特征的2-D，3-D稀土硫酸鹽的水熱合成、結(jié)構(gòu)表征及性質(zhì)研究.pdf

1、稀土硫酸鹽結(jié)構(gòu)具有多樣性這使其在稀土元素分離中具有重要的應(yīng)用，對新型稀土硫酸鹽特別是具有手性的2D，3D稀土硫酸鹽的水熱合成、結(jié)構(gòu)表征及性質(zhì)研究不僅具有理論研究意義，而且在催化、吸附、非線性光學上也具有潛在的應(yīng)用前景。 在本文中，合成了七組共13個未見文獻報道的化合物，通過X-射線單晶衍射技術(shù)確定了它們的晶體結(jié)構(gòu)，利用紅外光譜(IR)、熱重分析(DTA)、X-射線粉末衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)和元素分析(ICP)等分析測

2、試手段對化合物進行了表征和性質(zhì)研究。 1．以Eu2O3、H2O、四甲基氫氧化銨、濃硫酸為反應(yīng)物在180℃下水熱法合成了二維層狀的硫酸鑭Eu2(SO4)3(H2O)8(1)，以Sm2O3代替Eu2O3合成出了Sm2(SOa)3(H2O)8(2)，兩個化合物是同構(gòu)體?；衔?1)和(2)都屬于單斜晶系，P2(1)/n空間群。結(jié)構(gòu)分析表明，銪原子(釤原子)和硫酸根相連形成[Ln-O-S-O]螺旋鏈，而這些鏈進一步連接形成層的結(jié)構(gòu)。

3、 2．以Nd(NO3)3·6H2O、H2O、H3BO3、濃硫酸(98％)、二乙烯三胺為反應(yīng)物，在180℃下水熱法合成出了層狀結(jié)構(gòu)的(H3O)Nd(SO4)2(3)。空間群P2(1)/c。結(jié)構(gòu)分析表明，NdO9多面體SO4四面體連接形成2D層狀結(jié)構(gòu)，而質(zhì)子化的水分子嵌入層間，并與層中的氧原子形成強烈的氫鍵作用。 3．以LaCl3·6H2O、H2O、1，2-丙二胺、濃硫酸為反應(yīng)物在180℃條件下水熱合成出具有三維孔道結(jié)構(gòu)的鑭系化

4、合物La2(H2O)(SO4)3(4)，晶體屬于正交晶系，P21212l(No．19)空間群。結(jié)構(gòu)分析表明，化合物(4)的三維骨架結(jié)構(gòu)是由LaO9，LaO10多面體和SO4四面體構(gòu)建而成，沿a軸方向形成了八元環(huán)孔道。 4．以Dy2O3、H2O、四甲基氫氧化銨溶液(2.0329g，10％)和濃硫酸為反應(yīng)物在180℃條件下水熱合成出了三維結(jié)構(gòu)的硫酸氫氧化鑭EuSO4(OH)(5)，分別以Eu(NO3)6·6H2O和Nd(NO3)6·

5、6H2O代替Dy2O3合成出了NdSO4(OH)(6)，DySO4(OH)(7)。(6)和(7)具有相同結(jié)構(gòu)。三個化合物都屬于單斜晶系，空間群P2(1)/n。結(jié)構(gòu)分析表明，化合物(5)由[Dy4O16(OH)6]建筑單元與SO42-橋接而成，兩個[Dy4O16(OH)6]通過三橋氧連接成一維的鏈，螺旋鏈間的連接組成三維結(jié)構(gòu)的DySO4(OH)。在化合物(6)和(7)中，Ln原子通過雙橋氧和硫酸根相連，形成層的結(jié)構(gòu)，硫酸根中的S原予通過三

6、橋氧與相鄰層中的Ln原子相連，形成三維結(jié)構(gòu)。 5．以LaCl3·6H2O、H2O、四甲基氫氧化銨、甲酸、DMF和濃硫酸為反應(yīng)物在180℃條件下水熱合成出了具有手性特征的稀土硫酸鹽L-[La(HCO2)(SO4)(H2O)]n(8)，以Sm2O3、濃HC1、四甲基氫氧化銨、甲酸、DMF和濃硫酸為反應(yīng)物在180℃條件下水熱合成出了L-[Sm(HCO2)(SO4)(H2O)]n(9)。分別以Nd2O3代替Sm2O3以CeCl3·6H2

7、O代替LaCl3·6H2O得到了D-[Nd(HCO2)(SO4)(H2O)]n(10)和D-[Ce(HCO2)(SO4)(H2O)]n(11)?；衔?8)和(9)屬于P4(3)空間群：化合物(10)和(11)屬于四方晶系，P4(1)空間群。結(jié)構(gòu)分析表明，結(jié)構(gòu)單元由{Ln-O-}n，SO42-，HCO2-構(gòu)筑而成。雙螺旋鏈{Ln-O-}n，交錯形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其中L-[La(HCO2)(SO4)(H2O)]n，L-[Sm(HCO2)(

8、SO4)(H2O)]n是左螺旋鏈，D-[Nd(HCO2)(SO4)(H2O)]n，D-[Ce(HCO2)(SO4)(H2O)]n是右螺旋鏈。 6．以Eu(NO3)3·6H2O，H2O，濃硫酸(98％)，1,2-丙二胺為反應(yīng)物在180℃條件下水熱合成出三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的EuSO4(12)。化合物(12)屬于正交晶系，空間群為Pnma。晶體結(jié)構(gòu)分析表明，化合物的三維骨架是由EuOx多面體和SO4四面體相連而成。 7．以有機胺為模