新型鐵磷酸鹽化合物的合成與表征.pdf

1、自1983年黃磷鐵礦中發(fā)現(xiàn)分子大孔洞以來，鐵磷酸鹽作為催化劑、分子篩以及離子交換劑的候選材料，吸引著越來越多的材料學(xué)家和化學(xué)家對它們的合成和應(yīng)用進(jìn)行研究。 本文使用水熱法合成了四種新型鐵磷酸鹽化合物和一種未知結(jié)構(gòu)化合物，通過X-射線單晶衍射法測定了其中三種化合物的晶體結(jié)構(gòu)，并運(yùn)用EDX測定了化合物的化學(xué)組成，SEM和光學(xué)顯微鏡觀察晶體的形貌，IR測定化合物中所含的官能團(tuán)，squid磁性測試儀表征了化合物的低溫磁學(xué)性能。

2、1新化合物K2Fe[H(HPO4)2]F2 該化合物為單斜晶系，空間群為P21/a，晶體學(xué)參數(shù)為：a=10.758(2)(A)，b=8.2530(17)(A)，c=4.7586(10)(A)，β=92.85(2)°，V=421.98(15)(A)3，Z=2。通過1011個(gè)獨(dú)立衍射點(diǎn)對73個(gè)獨(dú)立參數(shù)進(jìn)行修正，最后獲得R=0.0285，wR=0.0844。該化合物晶體結(jié)構(gòu)中磷氧呈四面體配位[PO4]，鐵氧(氟)呈八面體配位[FeO4

3、F2]，八面體[FeO4F2]通過共用四個(gè)氧原子與周圍四個(gè)[PO4]四面體相連，形成平行c軸方向的{[Fe[H(HPO4)2]F2]2-}n鏈，鏈間通過無序分布的氫原子連接成平行(100)層，層間通過大陽離子K和氫鍵形成三維結(jié)構(gòu)。 2未知結(jié)構(gòu)化合物K(H2O)3H2Fe2Fe(OH)3(GPO4)3(H2PO4)3 該化合物為三方晶系，空間群為P31c，晶體學(xué)參數(shù)為：a=b=9.044(2)(A)，c=16.706(2)

4、(A)，V=1183.5(5)(A)3，Z=4。通過1838個(gè)獨(dú)立衍射點(diǎn)對121個(gè)獨(dú)立參數(shù)進(jìn)行修正，最后獲得R=0.0402，wR=0.1000。該化合物結(jié)構(gòu)中磷氧呈四面體配位[PO4]，鐵氧呈八面體配位[FeO6]，[PO4]四面體與[FeO6]八面體之間通過共用角頂O相連，形成三維架狀結(jié)構(gòu)，并沿[100]、[010]、[110]三個(gè)方向各形成一個(gè)八元環(huán)橢圓隧道結(jié)構(gòu)，K+占據(jù)著隧道空隙。 3新化合物(NH4)2HFe[(HPO

5、4)2]F2 該化合物為單斜晶系，空間群為P21/n，晶體學(xué)參數(shù)為：a=6.2614(13)(A)，b=9.844(2)(A)，c=14.271(3)(A)，β=92.109(4)°，V=879.1(3)(A)3，Z=4。通過2063個(gè)獨(dú)立衍射點(diǎn)對146個(gè)獨(dú)立參數(shù)進(jìn)行修正，最后獲得R=0.0552，wR=0.1347。 化合物結(jié)構(gòu)中，磷氧呈四面體配位[PO4]，鐵氧(氟)呈兩種不同的八面體配位[FeO4F2]和[FeO5

6、F]。兩個(gè)[FeO5F]八面體與一個(gè)[FeO4F2]八面體共用角頂F形成了沿[011]、[011]兩種不同方向的短鏈結(jié)構(gòu)。兩種不同方向的短鏈通過與[PO4]四面體共用角頂O相連形成鋸齒狀結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步連接形成三維架狀結(jié)構(gòu)，并且沿a軸方向上形成一個(gè)由四個(gè)四面體和六個(gè)八面體單元組成的十元環(huán)(TOOTOTOOTO)橢圓隧道結(jié)構(gòu)，NH4+離子占據(jù)著隧道空隙。 4另外兩種新化合物 兩種化合物均為單斜晶系，晶胞參數(shù)以及空間群分別為：