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研究生:陳彥銘
研究生(外文):Yen-Ming Chen
論文名稱:釩鎵及釩磷酸鹽的合成、結構鑑定與性質研究
論文名稱(外文):Syntheses, Crystal Structures and Properties of Vanadium-Substituted Gallium and Vanadium Phosphates
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:125
中文關鍵詞:釩鎵磷酸鹽釩磷酸鹽水熱合成晶體結構解析
外文關鍵詞:Vanadium-substituted gallophophateVanadium phosphateHydrothermalSingle X-ray diffraction
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本論文主要是以水熱反應法合成釩鎵混金屬磷酸鹽與過渡金屬釩磷酸鹽化合物,並研究其合成條件、結構化學與化合物的物理性質。在本研究中共合成了三個新穎的釩鎵磷酸鹽和兩個釩磷酸鹽共五個化合物。如下所列:
(VO2)Ga(2,2’-bpy)(HPO4)2 (1)
[(GaOH)0.6(VO)0.4(OH)(H2O)]Ga(2,2’-bpy)(HPO4)2 (2)
(NH4)[(GaF)0.6(VO)0.4(H2O)Ga(PO4)2](H2O) (3)
(H2-4,4’-bpy)[(VO2)4(PO4)2] (4)
(H2-4,4’-bpy)[(VO)2(C2O4)(HPO4)2] (5)
化合物1是第一個五價釩鎵磷酸鹽 ,為二維中性骨架的化合物,有機胺2,2’-bipyridine作為雙牙基配位在Ga的中心。層間被2,2’-bipyridine配位基所佔據,沒有陽離子或水分子存在層間。層的結構主要是由兩個GaO6八面體和兩個PO4四面體所形成的四環的彩帶,藉由PO4四面體當架橋,與由VO5四角錐所形成的無限鏈相連結而形成一個無限延展的層,層上有七環的窗口。
化合物2是一個新穎,具四價釩部分取代的鎵磷酸鹽,也是一個二維中性骨架的化合物,和化合物1的結構十分類似,2,2’-bipyridine同樣是配位在Ga上,層間也沒有陽離子或水的存在。與化合物1不同之處是在層上有十環的窗口。
化合物3是一個新穎的四價釩鎵磷酸鹽,是三維的掌性孔洞結構,且含有F配位。主要的基本建構單元是由GaO5四角錐、GaO4F(OH)八面體以及PO4四面體共角連結所形成的三環結構。值得一提的是,在GaO4F(OH)八面體的Ga中心有部分(約40%)的四價釩取代。
化合物4是一個新穎的四價釩磷酸鹽,是具有二維陰性骨架的化合物。基本單元是四個VO6八面體兩兩共邊形成的四聚體,再藉由PO4四面體以共角的方式向外延伸成無限延展的層。而釩四聚體中的四個釩與四個氧則形成了『Cubane cluster』。有機陽離子4,4’-bipyridine填充在層與層間。
化合物5也是一個二維陰性骨架的化合物,在層中導入了草酸做橋基,連結了VO6八面體和HPO4四面體所形成的四環彩帶而形成無限延展的層。層與層間則同樣的填充了有機陽離子4,4’-bipyridine。

<目錄>
摘要
第一章 緒論
Ⅰ.背景 1-1
Ⅱ.研究內容
1. 釩鎵磷酸鹽的簡介 1-3
2. 釩磷酸鹽的簡介 1-4
第二章 研究方法
Ⅰ.中溫水熱合成法 2-1
Ⅱ.實驗儀器與藥品 2-3
Ⅲ.鑑定與性質分析 2-5
1. 單晶X-光繞射實驗與晶體結構解析 2-5
2. 氧化態的鑑定 2-8
3. 粉末X-光繞射分析 2-8
4. 元素分析 2-9
5. 電子微探儀分析 2-9
6. 熱重量/微差熱分析 2-9
7. 超導量子干涉磁量儀分析 2-10
第三章 釩鎵磷酸鹽化合物 3-1
Ⅰ.(VO2)Ga(2,2’-bpy)(HPO4)2 (1) 3-2
1. 合成 3-2
2. 晶體結構解析 3-5
3. 結構描述與討論 3-6
4. 鑑定與性質研究 3-7
Ⅱ.[(GaOH)0.6(VO)0.4(OH)(H2O)]Ga(2,2’-bpy)(HPO4)2 (2) 3-9
1. 合成 3-9
2. 晶體結構解析 3-11
3. 結構描述與討論 3-12
4. 鑑定與性質研究 3-13
Ⅲ.(NH4)[(GaF)0.6(VO)0.4(H2O)Ga(PO4)2](H2O) (3) 3-16
1. 合成 3-16
2. 晶體結構解析 3-17
3. 結構描述與討論 3-18
4. 鑑定與性質研究 3-19
Ⅳ.結論 3-22
第四章 釩磷酸鹽化合物 4-1
Ⅰ.(4,4’-H2-bpy)[(VO2)4(PO4)2] (4) 4-2
1. 合成 4-2
2. 晶體結構解析 4-4
3. 結構描述與討論 4-5
4. 鑑定與性質研究 4-6
Ⅱ.(4,4’-H2-bpy)[(VO)2(C2O4)(HPO4)2] (5) 4-8
1. 合成 4-8
2. 晶體結構解析 4-9
3. 結構描述與討論 4-10
4. 鑑定與性質研究 4-11
Ⅲ.結論 4-14
第五章 總結 5-1
《釩鎵磷酸鹽化合物的比較》 5-5
《化合物的晶體資料表》 5-8
《化合物的合成一覽表》 5-9
參考文獻
附錄A 晶體結構解析的詳細資料表
附錄B 化合物的粉末 X-ray繞射圖比對

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45.方立言,清華大學化學所碩士論文,中華民國九十年六月

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