Na2MoO4·2H2O晶体及其熔体结构的温致拉曼光谱

利用原位高温拉曼光谱技术对Na_2MoO_4·2H_2O(NMHO)晶体的脱水、相变以及熔融过程中微结构变化和分子振动特性进行了研究。结果显示在363 K,正交NMHO晶体脱水形成对称性更高的立方α-NMO(Na_2MoO_4)晶体;随着温度升高至熔点,α-NMO晶体经历了如下相变:α→β→γ→δ,分析了相变过程中温度对孤立的[MoO_4]_(2-)中Mo-O键的对称伸缩振动波数的作用,进而获得其平均键长以及对称性的变化过程;结合密度泛函理论对已知晶型的NMHO,α-NMO及γ-NMO晶体进行了拉曼光谱的计算模拟,并对其振动模式进行了归属;采用量子化学从头计算方法研究了NMO熔体中[MoO_4]~(2-)的团簇类型。     

三维超分子化合物[2-(3-pyridyl)benzimidazoleH2]24+·[Cd2Cl8]4-的水热合成、晶体结构及发光性质

将邻苯二胺、3-吡啶甲酸与二氯化镉在1:1的盐酸溶液中经水热反应,合成了一种超分子化合物[2-(3-pyridyl)benzimidazoleH2]24+·[Cd2Cl8]4-.通过元素分析、红外光谱、热重对其结构和性质进行了表征,用X-射线单晶衍射测定了该化合物的晶体结构.化合物晶体为单斜晶系,P21/c空间群.超分子化合物中的Cd2+与其周围4个氯离子配位,构成畸变三角锥构型的离子[CdCl4]2-,2个配阴离子[CdCl4]2-之间通过双氯桥键[Cd-Cl-Cd]构成五配位双核镉(Ⅱ)四元环状结构,并与2个2-(3-吡啶基)苯并咪唑两价阳离子,通过静电引力、氢键及π-π呵堆积作用形成三维网状超分子化合物.荧光测试表明该化合物具有较好的光致发光性能.     

(NH_4)_2[MO_2(S_2)_6]·8/3H_2O的晶体结构

(NH_4)_2[Mo_2(S_2)_6]·~(8/3)H_2O的黑色晶体属于正交晶系,D_2~3-P22_12_1空间群,晶胞参数a=12.064(6)A,b=12.534(4)A,c=19.558(9)A,V=2957(3)A~3,Z=4,D_c=2.23 g·cm~(-3)。结构修正后,R=0.092,R_ω=0.072.晶体由[MO_2(S_2)_6]~(2-)二核原子簇离子、NH_4~ 离子和H_2O分子组成。晶体中有两套晶体学上独立的[Mo_2(S_2)_6]~(2-)离子,其一处在一般位置,另一处在二重轴上。每一不对称单位中含有1.5个[Mo_2(S_2)_6]~(2-)离子,在[Mo_2(S_2)_6]~2-离子中,每个Mo被4个S_(2-)~2侧接配位,按变形的十二面体排列,其中的两个桥式连接于两个Mo之间,其余两个接在外端。Mo-S键长2.441A(平均),S—S键长2.049A(平均)。Mo-Mo键长2.784A(平均),与单键键长相当。Mo的形式价态为五价,很可能是MO~(lV)-Mo~(VI)混合价态,从而在颜色上产生显著特点.     

铝酸钠溶液的电导率与结构的关系

通过测定不同浓度Na2O和苛性比(αk)的铝酸钠溶液的电导率,计算了不同Na2O浓度下铝酸根阴离子的迁移数,结合铝酸钠溶液的红外光谱表征,研究了铝酸钠溶液的电导率与结构的关系.研究结果表明,低浓度铝酸钠溶液[c(Na2O)175g/L]中,铝酸根阴离子的迁移数约为0.6,其离子结构主要为Al(OH)4-;中等浓度溶液[c(Na2O)=175～330g/L]中,铝酸根阴离子的迁移数约为0.2,其离子结构主要为Al(OH)4-和[Al2(OH)8(H2O)2]2-;而高浓度溶液[c(Na2O)330g/L]中,铝酸根阴离子的离子迁移数接近于0,对应的离子结构主要是Al2O(OH)62-,[Al2(OH)8(H2O)2]2-和少量Al(OH)4-.说明铝酸根离子的导电能力与结构密切相关.     

在平面构型[PdnClm]2-阴离子驱动下三种瓜环基超分子框架化合物的构筑

采用无机阴离子诱导方法,以具有平面构型的[Pd_nCl_m]~(2-)阴离子为结构导向试剂,成功制备了3种具有框架结构特征的瓜环基超分子化合物:{Na_2(H_2O)_6TMeQ[6]}[Pd_2Cl_6]·3H_2O (1)、(H_3O)_2{CyH_5Q[5]}[Pd_2Cl_6]·3H_2O (2)及(H_3O)_2{Q[5]}[PdCl_4]·23H_2O (3)。X射线单晶衍射的结果表明:在1中,Na+离子与TMeQ[6]端口羰基氧直接配位形成一维结构的超分子链,在[Pd_2Cl_6]~(2-)阴离子与TMeQ[6]的外壁作用下,进一步构筑形成三维的框架结构;在2中,在[Pd_2Cl_6]~(2-)阴离子与CyH_5Q[5]的外壁作用下,CyH_5Q[5]以一维链有序排列,且4条CyH_5Q[5]分子链可堆砌成一孔道,孔道中填充了[Pd_2Cl_6]~(2-)阴离子,最终形成三维框架结构;在3中,8个[PdCl_4]~(2-)阴离子与4个Q[5]分子通过瓜环外壁相互作用,形成二维层状框架结构,层与层之间再通过非共价键作用力,最终形成三维层状框架结构。在这3种瓜环基超分子框架化合物中,[Pd_nCl_m]~(2-)阴离子促进了瓜环分子有序化排列,形成了具有框架结构特征的自组装体。这种主要驱动力来源于瓜环的外壁作用,即瓜环"正电性外壁"与[Pd_nCl_m]~(2-)阴离子间的离子偶极作用。     

L-半胱氨酸自组装膜诱导草酸钙结晶研究

在CaCl2.H2O和Na2C2O4配制的过饱和溶液中,利用L-半胱氨酸(L-Cys)在金片上形成的自组装膜为模板,研究了草酸钙(CaOxa)在自组装膜上的结晶行为,并探讨了溶液pH对CaOxa晶体组成、晶型及其形貌的影响。采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等技术对CaOxa晶体的结构和形貌进行了表征。实验结果表明:当溶液pH=3.0时,溶液中可以形成一水草酸钙(CaC2O4.H2O,COM)和二水草酸钙(CaC2O4.2H2O,COD)晶体,而在同样pH条件下,在L-Cys自组装膜上只形成COD晶体,表明自组装单层对CaOxa晶体的成核和生长有重要影响。通过改变溶液的pH,在自组装单层上可以得到不同晶型和不同形状的CaOxa晶体。当pH=3.0时得到四方块状的COD晶体,而pH=5.0和pH=7.0时分别得到六边形和拉长六边形的COM晶体。     

配位聚合物[Cd2(BDC)2(obix)2]·H2O的合成、晶体结构和荧光性质

用水热合成方法得到1个新的配位聚合物[Cd2(BDC)2(obix)2]·H2O(H2BDC=对苯二甲酸,obix=1,2-(二亚甲基)二咪唑).配合物晶体属三斜晶系,P1空间群.晶体结构表明:镉原子与3个对苯二甲酸上的5个氧原子,2个1,2-(二亚甲基)二咪唑中的2个氮原子配位形成扭曲的五角双锥配位构型.2个Cd(Ⅱ)原子通过两个羧基桥联形成一个双核Cd2单元,再通过配体连接成二维层状结构,层与层之间通过C-H…O氢键和弱的π-π相互作用形成三维超分子结构.室温下配合物具有较强的荧光发射光谱.     

Cu网负载CeO2-TiO2微纳米复合材料（CeO2-TiO2）/Cu的水热制备与性能

以Cu网为载体,Ti(OBu)4和Ce(NO3)3·6H2O为原料,Na3PO4·12H2O为矿化剂,采用一步水热法制备了多种不同形貌的Cu网负载CeO2-TiO2微纳米复合材料(CeO2-TiO2)/Cu.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见漫反射分光光度计(UV-Vis DRS)对材料的形貌、结构及光吸收特性进行了表征,通过测试接触角表征了材料的浸润性.以20μmol/L亚甲基蓝(MB)溶液为目标降解物,测试了材料在可见光照射下的催化性能.结果表明,制备的TiO2为锐钛矿型,CeO2为方铈矿型;CeO2晶体比TiO2晶体更易负载于Cu网;改变制备过程中Ce(NO3)3·6H2O的用量、Na3PO4·12H2O浓度、水热反应时间及温度可实现(CeO2-TiO2)/Cu的形貌调控;(CeO2-TiO2)/Cu显示出超亲水性及可见光催化活性.     

α-Al2O3(0001)表面吸附ZnO的DFT研究

建立了α-Al2O3(0001)2×1表面薄片吸附模型,采用基于DFT动力学赝势方法,对ZnO分子的吸附生长进行了计算.详细地研究了ZnO分子在表面吸附的成键方式以及表面化学键特性.在较稳定的吸附位上,ZnO化学键[(0.185±0.01)nm]与最近邻的表面Al—O键有30°的偏转角度,Zn在表面较稳定的化学吸附位置偏离表面O六角对称约30°.通过吸附能量、原子布居数和态密度的分析,ZnO的O2-与表面上的Al3+形成的化学键表现出强离子键特征;而Zn2+同基片表面O2-形成的化学键有明显的共价键成分.     

NCBBH…HNa(H2O)n和CNBBH…HNa(H2O)n(n=1~5)结构与性质的理论研究

为了探索缺电子B-H键作为质子供体形成双氢键复合物的溶剂化效应,分别采用DFT-B3LYP/6-311++G**和CCSD(T)/6-311++G**方法对NCBBH…HNa和CNBBH…HNa及其水合物NCBBH…HNa(H2O)n和CNBBH…HNa(H2O)n(n=1~5)进行了结构优化和相互作用能计算,并利用AIM(atom in molecule)方法分析了H…H键特征,借助前线分子轨道理论探讨了水合物中双氢键形成H-H共价键的本质。结果表明:随着H2O分子数的增加,B-H键拉长,H…H距离缩短,双氢键由离子型向共价型过渡;当H2O分子数达到4时,双氢键相互作用能和NCBBH…HNa与水分子间的相互作用能分别达到-374.21和-306.50 kJ.mol-1,形成了H-H共价键;缺电子B-H键作为质子供体形成双氢键复合物的水合物析出H2的能力比FH…HLi(H2O)n弱。     

配合物Zn(C3H4N2)2(C8H6O2Br)2的水热合成、晶体结构及性质

在140℃下,以3-溴-4-甲基苯甲酸和咪唑为配体,通过水热法在甲醇/水混合溶剂中反应24 h合成了锌(Ⅱ)配合物Zn(C3H4N2)2(C8H6O2Br)2。通过元素分析、红外光谱、热重分析和X射线粉末衍射对配合物进行了结构表征,同时用X射线单晶衍射分析确定了其晶体结构。结果表明,其晶体属单斜晶系,空间群为C2/c,晶胞参数:a=13.257(3),b=9.765(2),c=20.494(4),β=107.79(3)°,V=2526.3(9)3,Dc=1.655g·cm-3,μ=4.170mm-1,F(000)=1248,Z=4,最终残差因子R1=0.0552,wR2=0.1378。配合物为单核结构,中心锌(Ⅱ)离子与来自2个3-溴-4-甲基苯甲酸根的2个O原子及2个咪唑分子的2个N原子配位,形成了畸变的四方锥几何体。晶体内,分子间则通过N—H…O氢键作用在ab面形成了层状结构。研究了配合物的发光性质。     

水热合成α-Ni（OH）2纳米线的形成机理研究

设计实验研究了以无机镍盐和NaOH为原料,利用水热法制备Ni(OH)2纳米线,OH-和SO24-对于产物形貌的影响,并利用X射线衍射(XRD),傅立叶变换红外光谱(FTIR),透射电镜(TEM)等对材料结构、形貌和成分进行了表征,研究了Ni(OH)2纳米线形成的相关机理.结果表明,低的OH-浓度与高纯的SO24-水热环境是α-Ni(OH)2纳米线形成的关键因素.SO24-能够加速α-Ni(OH)2晶体沿[001]方向的生长,而OH-含量较低时,较低的库伦斥力不足以阻碍晶体沿[001]方向生长过程的进行.     

FTIR-ATR原位观测Mg(NO3)2气溶胶的潮解和风化过程

利用FTIR-ATR(傅里叶变换红外-衰减全反射)原位光谱技术在分子水平上研究了ZnSe基底上Mg(NO3)2气溶胶颗粒的潮解和风化过程.根据FTIR-ATR光谱的演变可知,Mg(NO3)2气溶胶在潮解过程中经历了复杂的相变:相对湿度(relative humidity,RH)接近3%时,Mg(NO3)2气溶胶颗粒为无定型水合物;稍微升高相对湿度,无定型颗粒转化为Mg(NO3)2·nH2O(n≤5)晶体,并且在其表面逐渐形成热力学稳定的Mg(NO3)2·6H2O晶体;相对湿度达到Mg(NO3)2·6H2O的饱和点(53%RH)时,Mg(NO3)2·6H2O开始溶解,同时,内核Mg(NO3)2·nH2O(n≤5)晶体在其表面持续转化为Mg(NO3)2·6H2O晶体,导致固态气溶胶颗粒全部潮解时的相对湿度延迟到76%.风化过程中,Mg(NO3)2液滴随相对湿度的降低逐渐失水进入过饱和区域;相对湿度降至5%以下时,形成无定形颗粒.在过饱和Mg(NO3)2液滴的FFIR-ATR光谱中,NO-3对称伸缩振动(v1-NO3-)的吸收强度明显增加,是溶剂共享离子对,甚至接触离子对持续形成的结果.     

荧光探针法研究铜离子-姜黄素体系中1O2的反应机理及在O2·-存在下1O2的测定

以1,3-二苯基异苯并呋喃(1,3-Diphenylisobenzofuran, DPBF)为荧光探针, 研究了姜黄素(Curcumin, CUR)在铜离子催化下产生的单线态氧(1O2), 其反应机理为姜黄素与溶液中的氧分子快速作用产生O2·-和H2O2等活性氧物种, 同时Cu2+与姜黄素形成复合物, 再与H2O2形成过氧化物过渡态, 过氧化物进一步与H2O2发生类Haber-Weiss反应生成1O2, 且只有Cu2+和Cu+离子可催化姜黄素并产生1O2. 1O2在1.37×10-8～3.66×10-7 mol/L浓度范围内与荧光强度下降值ΔIF有良好的线性关系, 检出限为4.12×10-9 mol/L.     

三个基于Cu2X2(X-=Cl-、Br-和I-)结构单元双核Cu(Ⅰ)配合物的合成、晶体结构、电子吸收和发射光谱

合成并表征了3个含Cu2X2结构单元的双核Cu髣配合物[Cu2(μ-X)2(deebq)2](其中deebq=2,2′-联喹啉-4,4′-二甲酸乙酯;X=Cl(1),Br(2)or I(3))。化合物1~3同构,其晶体属三斜晶系,空间群为P1,具有相似的晶胞参数和晶体堆积结构。Cu2X2双核单元具有反演中心对称性,每个Cu+与deebq配体中2个N原子、2个μ2桥联的卤素X-阴离子配位,形成扭曲的四面体配位环境。通过deebq配体中苯环间π…π堆积,相邻双核分子形成超分子一维链,超分子链间存在弱范德瓦尔斯引力。在二氯甲烷溶液中,3个化合物都存在1个宽而不对称的电荷迁移吸收带(500~630 nm区域),其强度和位置不受桥联X-配体影响。因此,电荷迁移带归属为由Cu+中心到deebq配体的电荷转移。在二氯甲烷溶液中,3个化合物发射强荧光,发射带中心波长位于400 nm处,该发射带归属为deebq配体内的π-π*电子跃迁。在固体以及二氯甲烷溶液中,都没观察到从金属中心到配体的MLCT发射带。     

纳米TiO2对Ag(I)配合物的吸附

利用纳米TiO2的表面吸附活性, 以[S2O3]2-为络合剂, 应用火焰原子吸收光谱检测方法, 高效吸附分离了水中痕量Ag(Ⅰ). 系统研究了纳米TiO2的晶体结构、溶液的pH值、吸附时间、Ag(Ⅰ)的起始浓度及常见共存离子对吸附率的影响, 确定了最佳吸附条件. FTIR光谱分析结果表明, Ag(Ⅰ)配合物以物理作用吸附在纳米TiO2颗粒表面. 纳米TiO2对Ag(Ⅰ)的吸附等温线为S型, 表现出多分子层吸附特征. 硝酸和硫脲混合溶液可将吸附在TiO2纳米颗粒表面的Ag(Ⅰ)全部洗脱.     

[Ni(qina)2(H2O)2]·2DMSO配合物的合成、结构及其催化性能

在常温下, 通过溶剂置换法制备了[Ni(qina)2(H2O)2]·2DMSO单晶, 其中qina-为喹哪啶酸根, DMSO为二甲亚砜. 配合物属于单斜晶系, C2/m空间群. 2个qina-配体以氮原子和氧原子与Ni(Ⅱ)离子反式螯合配位, 2个H2O分子则以氧原子与Ni(Ⅱ)离子轴向配位, 形成八面体配合物. 配合物分子之间通过氢键和π-π堆积等弱相互作用构筑成三维超分子结构. 该配合物能显著提高乙酸-1-萘酯的水解反应速率, 当配合物浓度为1.0×10-4 mol/L时, 在pH=8.44的乙酸-1-奈酯体系中, 酯的水解速率提高了365倍.     

反相微乳液介质中Nd2(CO3)3·8H2 O的可控合成

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正丁醇/正辛烷/硝酸钕[Nd(NO3)3]溶液(碳酸钠溶液)所组成的反相微乳液为反应介质, 采用微乳液溶剂热法合成了Nd2(CO3)3·8H2O, 并考察了水/核比([H2O]/[CTAB])和Nd(NO3)3的浓度对其形貌和尺寸的影响. 利用X射线衍射(XRD)、 热分析(DSC-TGA)、 扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等对Nd2(CO3)3·8H2O的晶型、 形貌及尺寸进行了表征, 并提出了不同形貌Nd2(CO3)3·8H2O形成的可能机理. 结果表明, 随着水/核比的增大, Nd2(CO3)3·8H2O的形貌从多面体变成鱼尾状, 再变成针状; 随着Nd(NO3)3浓度的增大, 针状Nd2(CO3)3·8H2O的尺寸逐渐减小.     

三维无机-有机杂化骨架微孔化合物[Co3(BDC)3(EG)4]·2DMF的合成与结构

传统的微孔晶体材料是以硅酸盐、硅铝酸盐、磷铝酸盐和无机金属磷酸盐等作为结构的骨架[1,2]. 近几年来, 出现了一类新型的无机-有机杂化微孔晶体材料, 这类晶体材料是用刚性和热稳定性较好的有机分子(如芳香多酸和多碱)和金属离子作为骨架的结构单元. 它们能够在去除孔道中的溶剂分子后仍然保持骨架的完整性, 而且其孔道的直径在0.4～1.0 nm之间, 比表面积远大于相似孔道的分子筛. 因此, 这类材料具有许多潜在的特殊性能, 在选择性催化、分子识别和可逆性主客体分子(离子)交换等方面具有诱人的应用前景. Yaghi等[3～11]利用不同的有机分子和各种金属制备出了许多这类晶体材料. 对苯二酸是常见的有机配体, 以它和金属离子为结构骨架所形成的无机-有机杂化微孔晶体有Zn3(BDC)3*(CH3OH),Zn(BDC)*(DMF)(H2O),(TPT)(Py)Cd和Zn4O(BDC)3*(DMF)8(C6H5Cl)等[12～15], 但在对苯二酸与金属构成的骨架中, 由于有多个乙二醇分子配位, 很少形成稳定的三维骨架结构的无机-有机杂化微孔晶体.     

双齿配体八配位镧系配合物的结构化学研究——Ⅱ.[C4H9O]+[Ln(S2CNC4H8)4]-(Ln=La和Nd)的合成和结构

镧系配合物[C_4H_9O]~+[Ln(S_2CNC_4H_8)_4]~-是从LnCl_3(Ln=La和Nd)和NH_4(S_2CNC_4H_8)在THF中反应得到的。 [C_4H_9O]~+[Ln(S_2CNC_4H_8)_4)~-的晶体和分子结构通过单晶X-射线结构分析获得,结晶学参数列于下表。 晶体结构是从Patterson和Fourier方法解出,并用全矩阵最小二乘法修正。最后偏离因子对于La配合物,R=0.064,R_w=0.0681;而对于Nd配合物;R=0.051,R_w=0.059。晶体由正离子[C_4H_9O]~+和负离子[Ln(S_2CNC_4H_8)4]~-组成,在负离子中ln原于是由八个硫原子构成扭变的三角形十二面体配位。Ln-S平均距离分别为2.974(La)和2.908(Nd)。