非晶态镍硼酸盐结构的EXAFS研究

由摩尔比分别为1:2和1:8的NiCl₂·6H₂O和Na₂B₄O₇·10H₂O作为反应物, 合成两种非晶态镍硼酸盐, 同时通过水热法合成β-Ni(OH)₂. 化学分析和热重-微商热重法(TG-DTG)分析结果确定两种非晶态镍硼酸盐的分子组成分别为NiO·0.8B₂O₃·4.5H₂O和NiO·B₂O₃·3H₂O. 激光拉曼(Raman)实验结果表明镍硼酸盐样品中主要存在的硼氧阴离子为B₃O₃(OH)₅^2-和B₂O(OH)₆^2-. 同步辐射扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)方法对样品进行结构解析, 通过数据拟合给出样品中Ni 原子周围近邻配位原子种类、配位数以及原子间距离. 用不同晶体结构作为标准对两种非晶态镍硼酸盐进行拟合的结果表明, 样品中Ni 原子周围局域结构与Ni₃B₂O₆晶体(ICSD No.31387)中的吻合较好. Ni 原子周围配位原子为O、B和Ni, 对于NiO·0.8B₂O₃·4.5H₂O, 配位数分别为5.7、3.8和3.8, 配位距离分别为0.208、0.263 和0.311 nm; 对于NiO·B₂O₃·3H₂O, 配位数分别为6.0、4.0 和4.0, 配位距离分别为0.207、0.262和0.310 nm.     

温度对液态水结构的影响：中子及X射线散射研究

采用中子散射和X射线散射研究了液态水在298～373 K温度范围内的结构,通过偏径向分布函数(PDF)、配位数分布(CN)、角分布(ADF)及空间密度分布(SDF)等讨论了温度对液态水结构的影响。整体来看,液态水具有"不规则四面体"氢键网络的短程有序结构,该有序度可延续到第三水合层。液态水分子的第一水合层中,围绕中心水分子约有4.8个水分子,然而其中仅有约3.3个水分子与中心水分子通过氢键相键合,约1/3进入到第一水合层的水分子并未与中心水分子直接键合,也正是这些间隙水分子的存在加剧了液态水结构的复杂性。温度对液态水的有序度存在一定的影响,在298～373 K的有限温度变化范围内,温度对液态水中氢键的键长、键角分布及第一水合层SDF的影响不大。从298K升温到373K,O(W)-O(W)距离仅增加0.03?,氢键数目也仅有微小减少,温度对第二和第三水合层的影响则要显著很多。     

四硼酸钾水溶液结构

研究了298.15和323.15K广泛浓度范围内四硼酸钾溶液pH,并根据化学反应平衡常数和牛顿迭代法计算获得了溶液化学物种分布图.典型样品用拉曼光谱进行核实.研究表明,高浓溶液中存在主要化学物种是B4O5(OH)24-,次要化学物种是B3O3(OH)4-和B(OH)4-.用X射线散射法研究了298和323K高浓四硼酸钾溶液结构.用几何模型定量描述B4O5(OH)42-,B3O3(OH)-4和B(OH)-4离子内、离子间、分子间的相互作用,并用最小二乘法进行精修.模型计算和精修给出硼氧六元环内原子间距和配位数,并与晶体结构很好一致,表明高浓溶液中离子内有序程度较高.同时给出K+和硼酸根离子水合数和水合距离,以及接触离子对的结构信息,并进一步简单讨论温度和浓度变化对溶剂结构的影响.     

非晶态镍硼酸盐结构的EXAFS研究(英文)

由摩尔比分别为1:2和1:8的NiCl2·6H2O和Na2B4O7·10H2O作为反应物,合成两种非晶态镍硼酸盐,同时通过水热法合成β-Ni(OH)2.化学分析和热重-微商热重法(TG-DTG)分析结果确定两种非晶态镍硼酸盐的分子组成分别为NiO·0.8B2O3·4.5H2O和NiO·B2O3·3H2O.激光拉曼(Raman)实验结果表明镍硼酸盐样品中主要存在的硼氧阴离子为B3O3(OH)52-和B2O(OH)62-.同步辐射扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)方法对样品进行结构解析,通过数据拟合给出样品中Ni原子周围近邻配位原子种类、配位数以及原子间距离.用不同晶体结构作为标准对两种非晶态镍硼酸盐进行拟合的结果表明,样品中Ni原子周围局域结构与Ni3B2O6晶体(ICSD No.31387)中的吻合较好.Ni原子周围配位原子为O、B和Ni,对于NiO·0.8B2O3·4.5H2O,配位数分别为5.7、3.8和3.8,配位距离分别为0.208、0.263和0.311 nm;对于NiO·B2O3·3H2O,配位数分别为6.0、4.0和4.0,配位距离分别为0.207、0.262和0.310 nm.     

三氧化二硼和五硼酸钠水合物非晶结构

X射线衍射法测量了三氧化二硼及五硼酸钠水合物的非晶结构, 通过非晶衍射实验数据处理, 得到了它们的径向分布函数(RDF). 模型定量计算, 得到了其短程有序结构, 三氧化二硼水合物非晶中75%的硼参与形成平面硼氧六元环(boroxol), 给出了环内ortho-B-O, meta-O-O, meta-B-B和para-B-O相互作用的距离和作用数, 支链与硼氧六元环之间的夹角为125°±15°; 五硼酸钠水合物非晶中, 由两个硼氧三角形(B_△)和一个硼氧四面体(B_□)构成的两个变形六元环通过公共顶点(B_□)相连而形成五硼酸阴离子, 高度有序的离子内相互作用占绝对优势. 六配位Na^＋与五硼酸阴离子中一端氧相连, Na-B特征距离为0.330 nm.