幾種新型硼酸鹽晶體的生長及其結構研究.pdf

1、本論文以探索新型硼酸鹽晶體為目的,采用高溫溶液法生長出五種硼酸鹽小單晶:Na3ZnB5O10、Na3MgB5O10、Bi2ZnB2O7、CaB6O10及Sr2B16O26。在RigakuAFC7R X-射線四圓衍射儀上對這些單晶進行X-射線衍射數據收集,運用SHELX-97軟件以直接法解晶體結構,并對它們的紅外光譜進行了分析和研究。 Na3ZnB5O10以空間群P21/n結晶,晶胞參數為:a=6.6725(7)A,b=18.17

2、30(10)A,c=7.8656(9)A,β=114.604(6)°,V=867.18(14)A3,Z=4。Na3ZnB5O10展現了一種新穎的層狀結構,其基本結構單元[B5O10]5-雙環(huán)基團通過與ZnO4四面體共用頂點氧原子形成二維[ZnB5O10]3-陰離子層,Na+離子填充在層與層之間的空隙中以及[ZnB5O10]3-層在[101]方向伸展的開放孔道內。 Na3MgB5O10以空間群Pbca結晶,晶胞參數為:a=7.83

3、8(1)A,b=12.288(1)A,c=18.180(2)A,Z=8。Na3MgB5O10結構中的[B5O10]5-雙環(huán)基團通過與MgO4四面體共用頂點氧原子形成了的二維2∞[MgB5O10]3-層,Na+離子填充在層與層之間的空隙中。 Bi2ZnB2O7屬于正交晶系Pba2空間群,晶胞參數為:a=10.819(2)A,b=11.023(2)A,c=4.890(1)A,Z=4。該單晶結構中包含了由兩個[BO3]3-基團組成的[

4、B2O5]4-基團和兩個[BO4]5-基團組成的[B2O7]8-基團,這兩個基團與[ZnO4]6-四面體通過共用O原子的方式連接成二維2∞[ZnB2O7]6-層,這些層通過Bi3+離子進一步結合形成三維網狀結構。粉末倍頻效應測試表明,其倍頻強度為KDP(KH2PO4)的4倍。 CaB6O10屬于單斜晶系,空間群為P21/c,其晶胞參數為:a=9.799(1)A,b=8.705(1)A,c=9.067(1)A,β=116.65(1

5、)°,Z=4℃aB6O10展現了一種新穎的結構,兩個[B3O7]5-基團通過共用一個氧原子形成了[B6O13]8-基團,又通過[B6O13]8-基團與周圍的六個相同的基團連接進一步形成三維3∞[B6O10]2-的網狀結構,其簡化符號是6:3∞[2×(3:2△+T)]。該結構中沿三個晶軸方向都有開放的孔道,Ca2+離子填充在這些孔道內。 Sr2B16O26屬于單斜晶系,空間群為P21/c,其晶胞參數為:a=8.408(1)A,b=

6、16.672(2)A,c=13.901(2)A,β=106.33(1)°,Z=4。Sr2B16O26的晶體結構是由一種新穎的復雜的三維陰離子基團[B16O20O12/2]4-所構成,而這個陰離子基團則是由三個[B3O3O4/2]-基團、一個[B5O6O4/2]-基團和兩個BO3基團連接而成的。每一個B16O26基團與12個類似的基團通過共用終端氧原子形成三維的3∞[B16O26]4-網狀結構,其簡化符號是16:3∞[3×(3:2△+T)