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新型多聚硼钒酸盐材料的合成和结构化学

曹彦宁  
【摘要】:多钒硼酸盐是金属氧簇化合物研究的一个新领域。由于钒氧间可形成VO_6八面体、VO_5 四角方锥和VO_4 四面体等多种配位方式,硼氧间可形成BO_4 四面体、BO_3平面三角形等配位方式及其派生的众多的结构类型,通过钒氧多面体和硼氧多面体之间的连接可形成结构多样性的多钒硼酸盐簇合物。 本论文在系统地对国内外文献总结的基础上,开展了多钒硼酸盐的水热合成方法和结构、性能与构效关系的研究,主要工作有: 1. 设计合成了5 种新颖的金属氧簇化合物和2 种新颖的硼酸盐化合物,并用X-射线单晶结构分析方法确定了这7 种化合物的晶体结构,这些化合物为: (H_2en)_4[(VO)_6(B_(10)O_(22))_2]·(H_3O)7 1 Na_2(H_2en)_2{(VO)_(10)[B_(14)O_(30)(OH)_2]_2}{Mn_4(C_2O_4) [B_2O_4(OH)_2]_2}Mn(H_2O)_2·(H_2O)_(18) 2 {(VO)_(10)[B_(14)O_(28)(OH)_4]_2}{Zn_4(B_2O_4)(BO_3)_2} [Zn(NH_2CH_2CH_2NH_2)_2]6 3 (H_2en)_3[(VO)_(12)O_4{B_8O_(17)(OH)_4}_2{Na(H_2O)}_2] ·(H_3O)_2 (H_2O)_(6.5) 4 [Na(H_2O)_2][Cu(en)_2]_2[(VO)_(12)B_(18)O_(42)(OH)_6] ·(H_3BO_3)(H_3O)_(10)(H_2O)_4 5 [Pb_6(LiB_(12)O_(24))]·OH 6 Pb_6[B_(12)O_(21)(OH)_6] 7 其中,化合物1 含有分立型[V6B20O50]簇单元的化合物;化合物2 ~ 3 则含有首次发现的[V_(10)B_(28)O_(74)] 簇阴离子,其中2 的簇阴离子经[Mn(H_2O)_2]~(2+)和[Na(H_2O)_2]~(2+)节点连接成二维层状结构, 3 的簇阴离子经[Zn(en)_2]~(2+)单元连接成二维层状结构;化合物4 含有[V_(12)B_(16)O_(58)] 簇阴离子,位于簇阴离子间的双核[Na_2(H_2O)_2]~+单元将簇阴离子单元连接成一维链状结构;化合物5 是首个发现的呈三维广延结构的多钒硼酸盐化合物,它是由Na~+和[Cu(en)_2]将[V_(12)B_(18)O_(60)] 簇单


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