本文關(guān)鍵詞：錳、鎳為中心原子的多釩氧簇及其稀土化合物的合成、結(jié)構(gòu)及性質(zhì)

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【摘要】：本文從簡單偏釩酸鹽或釩氧簇前驅(qū)體出發(fā),采用常規(guī)水溶液或水熱合成方法,與過渡金屬鹽或稀土金屬鹽反應(yīng),通過控制反應(yīng)條件,合成了三類化合物。對合成化合物進(jìn)行了晶體結(jié)構(gòu)測定以及紅外、紫外、X-射線粉末衍射、熱分析、元素分析等表征,并研究了化合物的磁性質(zhì)。1.從偏釩酸鉀、偏釩酸鈉出發(fā),成功合成了四例過渡金屬為中心原子的多釩氧簇:K_2H_4[MnV_(14)O_(40)]·22.5H_2O(1),Na_5H[MnV_(14)O_(40)]·28H_2O(2),K_2H_5[Ni~ⅢV_(14)O_(40)]·19H_2O(3)和Na_5H_2[Ni~ⅢV_(14)O_(40)]·30H_2O(4)。化合物1-4的陰離子具有相同的結(jié)構(gòu),由兩個單缺位的Lindqvist結(jié)構(gòu)[V_5O_(18)]11-構(gòu)筑單元通過中間畸變的正方形{TMV_4}夾心層構(gòu)成,該陰離子通過K~+或Na~+離子連接成二維結(jié)構(gòu)。磁性研究表明化合物1和2表現(xiàn)為順磁性行為,化合物3和4表現(xiàn)為反鐵磁性行為。2.以合成的化合物1為前驅(qū)體,成功得到1例結(jié)構(gòu)新穎的多釩氧簇稀土化合物:K_2{Nd_6(H_2O)_28[Mn V_(12)O38][MnV_(14)O_(40)](Cl O_4)_2}·10H_2O(5)�；衔镪庪x子由{Mn V_(12)}和{MnV_(14)}兩種構(gòu)筑單元通過Nd3+離子連接成一維鏈。3.以化合物1和RE(ClO_4)_3·6H_2O為原料,用常規(guī)水溶液法,成功合成出六例以{Mn_2V_(22)}為構(gòu)筑塊的離子型化合物:Na[Ln3(H_2O)_25][Mn_2V_(22)O64]23.5H_2O[Ln=Gd~Ⅲ(6),Dy~Ⅲ(7),Er~Ⅲ(8),Y~Ⅲ(9)]和Na[Ln3(H_2O)_24][Mn_2V_(22)O64]22.5H_2O[Ln=Yb~Ⅲ(10),Lu~Ⅲ(11)]。該系列化合物陰離子[Mn_2V_(22)O64]10-展現(xiàn)出新穎的“S”型�；衔锏慕M成和主要晶體學(xué)數(shù)據(jù)如下:1.K_2H_4[MnV_(14)O_(40)]·22.5H_2O(1):晶體屬四方晶系,I-4mmm空間群,晶胞參數(shù)如下:a=11.3416(8)?,b=11.3416(8)?,c=19.4868(14)?,Z=2,V=2506.6(3)?~3,R1=0.0575,wR_2=0.2299[I2σ(I)]。2.Na_5H[MnV_(14)O_(40)]·28H_2O(2):晶體屬三斜晶系,P-1空間群,晶胞參數(shù)如下:a=10.9660(14)?,b=12.5330(17)?,c=12.8230(17)?,α=65.1410(19)°,β=65.195(2)o,γ=76.957(2)°,Z=1,V=1448.9(3)?~3,R1=0.1143,wR_2=0.2781[I2σ(I)]。3.K_2H_5[Ni~ⅢV_(14)O_(40)]·19H_2O(3):晶體屬四方晶系,I-4mmm空間群,晶胞參數(shù)如下:a=11.3488(16)?,b=11.3488(16)?,c=19.476(3)?,Z=2,V=2508.4(6)?~3,R1=0.0673,wR_2=0.2185[I2σ(I)]。4.Na_5H_2[Ni~ⅢV_(14)O_(40)]·30H_2O(4):晶體屬三斜晶系,P-1空間群,晶胞參數(shù)如下:a=10.9460(9)?,b=12.5470(11)?,c=12.8090(11)?,α=64.9770(10)°,β=65.2060(10)o,γ=76.9640(10)°,Z=1,V=1444.6(2)?~3,R1=0.1083,wR_2=0.2526[I2σ(I)]。5.K_2{Nd_6(H_2O)_28[Mn V_(12)O38][MnV_(14)O_(40)](Cl O_4)_2}·10H_2O(5):晶體屬單斜晶系,C2/m空間群,晶胞參數(shù)如下:a=20.4775(9)?,b=17.0720(7)?,c=19.0098(8)?,β=104.228(2)o,Z=2,V=6441.8(5)?~3,R1=0.0745,wR_2=0.1860[I2σ(I)]。6.Na[Gd3(H_2O)_25][Mn_2V_(22)O64]23.5H_2O(6):晶體屬三斜晶系,P-1空間群,晶胞參數(shù)如下:a=11.330(4)?,b=19.444(7)?,c=22.122(8)?,α=77.141(6)°,β=76.741(6)o,γ=79.248(6)°,Z=2,V=4577(3)?~3,R1=0.0463,wR_2=0.1187[I2σ(I)]。7.Na[Dy3(H_2O)_25][Mn_2V_(22)O64]23.5H_2O(7):晶體屬三斜晶系,P-1空間群,晶胞參數(shù)如下:a=11.3864(13)?,b=19.614(2)?,c=22.285(3)?,α=77.203(2)o,β=76.826(2)o,γ=79.173(2)o,Z=2,V=4675.9(9)?~3,R1=0.0594,wR_2=0.1279[I2σ(I)]。8.Na[Er3(H_2O)_25][Mn_2V_(22)O64]23.5H_2O(8):晶體屬三斜晶系,P-1空間群,晶胞參數(shù)如下:a=11.481(8)?,b=19.837(14)?,c=22.215(15)?,α=77.603(13)o,β=77.407(13)o,γ=79.630(14)o,Z=2,V=4776(6)?~3,R1=0.0867,wR_2=0.1958[I2σ(I)]。9.Na[Y3(H_2O)_25][Mn_2V_(22)O64]23.5H_2O(9):晶體屬三斜晶系,P-1空間群,晶胞參數(shù)如下:a=11.368(4)?,b=19.611(6)?,c=22.275(8)?,α=77.206(6)o,β=76.869(6)o,γ=79.116(6)o,Z=2,V=4665(3)?~3,R1=0.0730,wR_2=0.1543[I2σ(I)]。10.Na[Yb3(H_2O)_24][Mn_2V_(22)O64]22.5H_2O(10):晶體屬三斜晶系,P-1空間群,晶胞參數(shù)如下:a=11.381(8)?,b=19.564(13)?,c=21.568(15)?,α=78.269(12)o,β=78.457(13)o,γ=79.958(13)o,Z=2,V=4562(6)?~3,R1=0.0558,wR_2=0.1250[I2σ(I)]。11.Na[Lu3(H_2O)_24][Mn_2V_(22)O64]22.5H_2O(11):晶體屬三斜晶系,P-1空間群,晶胞參數(shù)如下:a=11.044(11)?,b=19.11(2)?,c=21.82(2)?,α=76.382(19)o,β=77.080(17)o,γ=78.397(17)o,Z=2,V=4308(7)?~3,R1=0.0598,wR_2=0.1306[I2σ(I)]。
【關(guān)鍵詞】：多釩氧簇 過渡金屬 稀土金屬 晶體結(jié)構(gòu) 合成
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O641.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 前言9-23
• 1.1、含中心原子的多釩氧簇9-16
• 1.2、多釩氧簇稀土金屬化合物16-18
• 1.3、選題思路18-19
• 參考文獻(xiàn)19-23
• 第二章 Mn、Ni為中心原子的多釩氧簇的合成、結(jié)構(gòu)及性質(zhì)研究23-38
• 2.1、引言23
• 2.2、實(shí)驗部分23-27
• 2.2.1、實(shí)驗試劑及儀器23
• 2.2.2、化合物的合成及元素分析23-24
• 2.2.3、晶體結(jié)構(gòu)的測定24-27
• 2.3、結(jié)果與討論27-36
• 2.3.1、合成討論27
• 2.3.2、晶體結(jié)構(gòu)描述27-30
• 2.3.3、紅外光譜30-31
• 2.3.4、熱性質(zhì)31
• 2.3.5、紫外吸收光譜31-33
• 2.3.6、X-Ray光電子能譜33-34
• 2.3.7、X-射線粉末衍射光譜34
• 2.3.8、化合物 1-4 的磁性質(zhì)34-36
• 參考文獻(xiàn)36-38
• 第三章 基于{Mn V14}和{Mn V12}構(gòu)筑的多釩氧簇稀土化合物的合成、結(jié)構(gòu)及表征38-47
• 3.1、引言38
• 3.2、實(shí)驗部分38-41
• 3.2.1、實(shí)驗試劑及儀器38
• 3.2.2、化合物的合成及元素分析38
• 3.2.3、晶體結(jié)構(gòu)的測定38-41
• 3.3、結(jié)果與討論41-45
• 3.3.1、晶體結(jié)構(gòu)描述41-42
• 3.3.2、紅外光譜42-43
• 3.3.3、紫外吸收光譜43
• 3.3.4、X-射線粉末衍射光譜43-44
• 3.3.5、熱分析44-45
• 參考文獻(xiàn)45-47
• 第四章 S型多釩氧簇稀土化合物的合成、結(jié)構(gòu)及表征47-62
• 4.1、引言47
• 4.2、實(shí)驗部分47-55
• 4.2.1、實(shí)驗試劑及儀器47
• 4.2.2、化合物的合成及元素分析47-48
• 4.2.3、晶體結(jié)構(gòu)的測定48-55
• 4.3、結(jié)果與討論55-60
• 4.3.1、晶體結(jié)構(gòu)描述55-56
• 4.3.2、紅外光譜56-57
• 4.3.3、紫外吸收光譜57-58
• 4.3.4、X-射線粉末衍射光譜58
• 4.3.5、熱分析58-60
• 參考文獻(xiàn)60-62
• 結(jié)論與展望62-64
• 附錄A 碩士學(xué)習(xí)期間的其它成果64-66
• 附錄B 碩士學(xué)習(xí)期間已發(fā)表論文66-68
• 致謝68-69

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本文編號：631338