新型過(guò)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(xué)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(jìn)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(xué)、光學(xué)等性能的功能材料提供了重要的來(lái)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(gè)未知的過(guò)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(guān)的

2、化合物的磁學(xué)和光學(xué)性能。最后對(duì)這些硼酸鹽的性能進(jìn)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(guò)氫鍵連接。紫外可見(jiàn)漫反射光譜表明，Z

3、nB12O14(OH)10的能隙為4.6eV。能帶計(jì)算也表明該化合物為絕緣體，計(jì)算的能隙值6.0eV接近于觀察值。磁性測(cè)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(dǎo)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(guò)氫鍵連接的三維立體結(jié)構(gòu)。[B7O11(OH)2]3-是由三個(gè)BO4四面體，三個(gè)BO3，一個(gè)BO(OH)2所組成的表示為(3T+4△)。[B8O15(OH)2]8-是由三個(gè)BO4四面體，三個(gè)BO3，兩個(gè)BO2OH所組成，表示為(3T+5△)。
　　 (3)采用硼酸草酸二次合成方法