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研究生:郭慧茹
研究生(外文):Hui-Ju Kuo
論文名稱:有機模板釩砷酸鹽和釩草酸砷酸鹽的合成、結構鑑定與性質研究
論文名稱(外文):Syntheses, Crystal Structures and Properties of Organically Templated Vanadium Arsenates and Vanadium Oxolato- Arsenates
指導教授:王素蘭王素蘭引用關係
指導教授(外文):Sue-Lein Wang
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:化學系
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:112
中文關鍵詞:有機模板砷酸草酸
外文關鍵詞:Organically TemplatedVanadiumArsenatesOxolato
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本論文是將有機胺模板與有機多芽配位基加入釩砷酸無機陰離子架構中,利用中溫水熱法總共合成了四個化合物,如下所列:
(C4H12N2)[(VO)2(VOH2O)(As2O7)2]·2H2O (1)
(C4H16N3)[V2O3(HAsO4)3]·H2O (2)
(NH4)2[(VO)2(C2O4)(HAsO4)2]·H2O (3)
(C3H12N2)[(VO)2(C2O4)(HAsO4)2]·2H2O (4)
所得化合物均由單晶X-光繞射(SXRD)分析定出結構;由粉末X-光繞射(PXRD)分析證實產物純度;由電子微碳儀(EPMA)測量金屬元素種類和比例; 利用元素分析(EA)可以確定化合物中C、N、H等元素的比例。熱重量分析(TGA/DTA)研究化合物的熱性質;以超導量子干涉磁量儀(SQUID)來測量化合物的磁性現象。
化合物1是第一個三維的有機模板釩(VIV)雙砷酸鹽,屬單斜晶系,空間群為P21/n(#14),是由兩個VO6八面體以反式共角連接組成釩的無限鏈,而釩八面體無限鏈赤道位置上的四個氧原子再與兩組雙砷酸根以共角形式連結形成一個無限延展的層,而層與層之間是以[VIVO5(H2O)]八面體為中心,利用其赤道位置上的四個氧原子與雙砷酸根與做共角連結,形成一個具有十環孔洞的三維骨架結構。
化合物2是一個四、五混價的釩(VIV、VV)砷酸鹽簇團化合物,屬單斜晶系,空間群為P21/n(#14),是由兩個VO6八面體以共用邊形成V2O10雙體,兩個雙體間再由四個HAsO4連接起來,個別雙體的上下又連接二個HAsO4,形成一[(V4O6)(HAsO4)6]6-簇團陰離子單元,而簇團之間有很強的氫鍵,以及陽離子(C4H16N3)3+與簇團形成氫鍵的三維網狀化合物。
化合物3是第一個三維的釩(VIV)砷酸草酸鹽化合物,屬長方晶系,空間群為Pnma(#62),此結構是由三連結的VO6八面體與三連結的HAsO4四面體以共角形式交錯連接成交替的四圓環與八圓環無機層,無機層之間再經由bis-bidentate草酸根離子連結形成一個具有十二環孔洞的三維骨架結構。
化合物4是二維層狀釩(VIV)砷酸草酸鹽化合物,屬三斜晶系,空間群為P-1(#2),此結構也是由三連結的VO6八面體與三連結的HAsO4四面體以共角型式交錯連接成交替的四連接的彩帶(four-ring ribbon),四連接彩帶之間經由bis-bidentate草酸根離子連結形成二維的層狀化合物。其化合物3與4的釩八面體與砷四面體的連接方式相同:釩八面體上的六個氧原子,三個氧與砷四面體連接,兩個氧與草酸根連接,一個為終點端具有雙鍵的氧原子;砷四面體上有三個氧與釩八面體連接,一個為終點端具有氫氧基的氧,但是此兩個化合物卻得到不同的骨架結構。
每個化合物的反應合成條件將詳述於第二章,在第三章中將針對每一個化合物的晶體結構特徵進行描述與討論,以及探討每個化合物的熱性質和分析研究每個化合物的磁性現象。

摘要
第一章 緒論
1-1 簡介 1
1-2 研究內容 3
1-2-1有機模板釩砷酸鹽簡介 7
1-2-2釩草酸砷酸鹽簡介 7
第二章 研究方法
2-1 中溫水熱合成方法 9
2-2 實驗儀器與藥品 12
2-2-1實驗儀器 12
2-2-2藥品 13
2-3 鑑定與性質分析 14
2-3-1單晶結構分析 14
2-3-2氧化態的鑑定 17
2-3-2粉末X-光繞射(PXRD)分析 17
2-3-4化合物元素分析 18
2-3-5 PLATON程式分析18
2-3-6熱重量/微差熱分析(TGA/DTA)19
2-3-7超導量子干涉磁量儀(SQUID)磁性測量20
第三章 化合物的性質研究和結構的描述與討論
3-1 化合物(C4H12N2)[(VO)2(VOH2O)(As2O7)2]·2H2O (1)23
3-1-1合成 23
3-1-2晶體結構解析 23
3-1-3結構描述與討論 24
3-1-4性質研究 26
3-1-4-1化合物的粉末X-光繞射分析 26
3-1-4-2化合物的電子微探分析 27
3-1-4-3化合物的元素分析 27
3-1-4-4化合物的熱分析探討 27
3-1-4-5化合物的磁性分析探討 28
3-2化合物(C4H16N3)[V2O3(HAsO4)3]·H2O (2) 29
3-2-1合成 29
3-2-2晶體結構解析 30
3-2-3結構描述與討論 30
3-2-4性質研究 32
3-2-4-1化合物的粉末X-光繞射分析 32
3-2-4-2化合物的電子微探分析 32
3-2-4-3化合物的元素分析 32
3-2-4-4化合物的熱分析探討 33
3-2-4-5化合物的磁性分析探討 33
3-3化合物(NH4)2[(VO)2(C2O4)(HAsO4)2]·H2O (3) 35
3-3-1合成 35
3-3-2晶體結構解析 35
3-3-3結構描述與討論 36
3-3-4性質研究 38
3-3-4-1化合物的粉末X-光繞射分析 38
3-3-4-2化合物的電子微探分析 38
3-3-4-3化合物的元素分析 39
3-3-4-4化合物的熱分析探討 39
3-3-4-5化合物的磁性分析探討 40
3-4化合物(C3H12N2)[(VO)2(C2O4)(HAsO4)2]·2H2O (4)42
3-4-1合成 42
3-4-2晶體結構解析 42
3-4-3結構描述與討論 43
3-4-4性質研究 45
3-4-4-1化合物的粉末X-光繞射分析 45
3-4-4-2化合物的電子微探分析 45
3-4-4-3化合物的元素分析 46
3-4-4-4化合物的熱分析探討 46
3-4-4-5化合物的磁性分析探討 47
第四章 總結 69
4-1 結論 69
4-2 合成變因 71
4-3 熱分析探討 72
4-4 未來展望 73
附錄(一)
A部分 化合物的結構解析、原子位置、鍵長鍵角、非等向性熱擾動參數和linkage motif及鍵序和的資料表 76
B部分 化合物的計算與測量粉末 X-光繞射圖 106
參考文獻 110

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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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