新型多元硫砷化合物溶剂热合成与表征

来源 :内蒙古师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:albeewang
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硫属化合物不仅具有独特的成键特点和特殊的结构,且在电学、光学、磁学性质上还有丰富多样的表现,近年来已成为现代材料化学领域研究的热点。对这类化合物的研究主要集中在单晶的合成方法及其结构研究方面,在目前已报道的硫属化合物中,应用高温固相合成方法较多,在高温条件下,一些常规键易断裂,合成的硫属化合物为热力学稳定相。溶剂热合成方法,不仅能极大地提高反应物的溶解性与扩散性,加快反应进程,而且在这种溶剂热环境里,合成的单晶是一些的亚稳态,低温相的结晶,避免高温反应下一些常规键的断裂,保持了某些化学键的完整性。因此,溶剂热合成方法是获得新相新结构的有效的方法。开展多元硫属化合物溶剂热合成的研究,不仅可以丰富硫属化合物的结构化学,而且通过新的化合物合成路线的研究,对探索发现新的无机功能材料具有现实意义。本文通过使用不同的阳离子作模板剂,合成了两种多元硫砷化合物Mn3(dap)2(AsS32和(enH2)Cu6As4S10,对其结构及性质进行了表征,紫外-可见漫反射光谱表明这两个化合物均为半导体。系统研究了乙二胺体系和吡啶-乙二醇体系中多元硫砷化合物的合成方法及影响因素。(1)在1,2-丙二胺体系中,合成了化合物Mn3(dap)2(AsS32(dap=1,2-丙二胺)。单晶结构解析表明,该化合物属于单斜晶系,C2/c空间群,其中,a=2.0869(14)nm,b=0.8745(6)nm,c=1.2496(8)nm,β=121.141(10)°,Z=4。该化合物由两个相对称的[AsS33]-三角锥与两个对称的过渡金属胺螯合物[Mn(dap)]2+通过共用S原子连接形成{[Mn(dap)]22(AsS32}-原子簇,这些原子簇之间由四配位的Mn1进一步连接,形成沿c轴延伸的{[Mn(dap)]2Mn(AsS32}n一维链。紫外-可见漫反射光谱研究表明,化合物为宽带半导体,带隙Eg=2.5eV。(2)在乙二胺体系中,合成了化合物(enH2)Cu6As4S10(en=乙二胺)。单晶结构解析表明,化合物(enH2)Cu6As4S10属于三斜晶系,p1空间群,a=0.6157(3)nm, b=0.9608(5)nm, c=1.0786(5)nm, α=78.147(7)°,β=78.071(8)°,γ=71.768(7)°,Z=1。该化合物中双层[Cu6As4S10]阴离子含有Cu2AsS3和Cu2As2S3两种六元环。这两种六元环通过共边形成单层[Cu2-3As2S5]阴离子单元,两个平行错位的单层通过Cu-As键、Cu-Cu键及Cu-S键的连接形成双层的[Cu6As4S10]2-,质子化的乙二胺与两相邻阴离子层之间产生N-H…S氢键作用。紫外-可见漫反射光谱研究表明,该化合物为半导体,带隙Eg=1.8eV。(3)研究并探讨了乙二胺体系中,含Ba的多元硫砷化合物en-Ba-As-S的合成反应条件。(4)在吡啶-乙二醇体系中,初步合成了化合物Cs-Mn-As-S和Cs-Ag-As-S。
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