新型層狀鈣鈦礦氧化物的合成和結構表征.pdf

1、層狀鈣鈦礦氧化物是一種重要的功能材料，由于其特有的層狀結構和層間化學反應活性在超導、巨磁阻、鐵電、光催化等方面有巨大的應用。本文探索了幾種新型層狀鈣鈦礦結構氧化物的合成并成功進行了結構表征。 1.一種新型兩層Ruddlesden-Popper相的合成和結構表征 我們合成出一種新型兩層Ruddlesden-Popper相Li2CaTa2O7，電子衍射花樣表明Li2CaTa2O7是一種面心格子類型的層狀氧化物，我們通過Ful

2、lprof軟件采用Rietveld精修方法對Li2CaTa2O7的粉末X射線衍射數據進行擬合分析，證實了Li2CaTa2O7晶體結構屬于Fmmm空間群(a=5.5153(1)，b=5.4646(1)，c=18.2375(3)A)。紫外可見吸收光譜表明Li2CaTa2O7在紫外光區(qū)域有吸收峰，在450瓦汞燈的照射下通過對羅丹明B水溶液的光降解反應的研究，我們初步測量了Li2CaTa2O7的光催化活性。實驗結果表明，Li2CaTa2O7展現

3、了良好的光催化性能。Li2CaTa2O7的合成和性質研究證明兩層Ruddlesden-Popper結構的鈣鈦礦氧化物是一種有巨大應用前景的清潔能源材料。 2.一種新型四層Aurivillius相的合成和結構表征 通過按照1：2的比例混合的Bi2SrNb2O9和NaNbO3在1100℃下的固體化學反應，我們成功合成出了四層的Aurivillius結構的層狀氧化物Bi2SrNa2Nb4O15，采用Rietveld精修方法對B

4、i2SrNa2Nb4O15的粉末X射線衍射數據進行擬合分析，證實了Bi2SrNa2Nb4O15晶體結構屬于I4/mmm空間群(a=3.9021(1)A，c=40.75s4(10)A)。得到的Bi2SrNa2Nb4O15樣品在6mol/l鹽酸里室溫攪拌72小時，通過離子交換反應使氫離子取代Aurivillius相中的鉍氧層，我們得到了Bi2SrNa2Nb4O15的氫離子形式，X射線衍射分析表明離子交換反應的產物保留了原料中的鈣鈦礦結構層，

5、并且c軸方向上有縮小的現象。并通過X射線熒光元素定量分析和熱重分析證明的其組成為H1.8[Sr0.8Bi0.2Na2Nb4O13]，晶胞參數為a=3.89(1)A，c=17.74(5)A。 我們還成功合成了兩種新型的2+1層復合的Aurivillius相Bi5Nb3O15和Bi4LaNb3O15，粉末X射線衍射研究表明這兩種化合物都是屬于四方晶系的層狀結構。 3.三層Dion-Jacobson相的反應和結構表征

6、通過電子衍射和對粉末X射線衍射數據進行結構解析和Rietveld精修，我們首次證實RbCa2Nb3O10是以空間群P4/mmm的形式存在a=3.85865(6)和c=14.91081(29)A。我們還對RbCa2Nb3O10在硝酸溶液中進行離子交換反應，制備了三層Dion-Jacobson相的氫離子形式HCa2Nb3O10，并成功解析其晶體結構，證實是HCa2Nb3O10以空間群P4/mmm的形式存在a=3.85234(7)和c=14.

7、38832(34)A。我們還研究HCa2Nb3O10的拓撲化學反應，對HCa2Nb3O10的脫水產物Ca4Nb6O19成功進行了粉末X射線衍射峰指標化。 4.一種新型二層Dion-Jacobson相的合成和結構表征 我們設計了一種新的快速的離子交換反應，得到了一種新的兩層Dion-Jacobson中間相LiLaNb2O7，通過電子衍射和對粉末X射線衍射數據進行結構解析和Rietveld精修，我們證實LiLaNb2O7是以