矽酸銦之合成、晶體結構與性質研究

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：13

、訪客IP：3.149.214.236

姓名

張雅筑(Ya-Chu Chang) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學學系

論文名稱

矽酸銦之合成、晶體結構與性質研究
(Synthesis, Crystal Structures and Properties of Indium Silicates)

相關論文

★ 探討有機鹼DBU與金屬salen錯合物在二氧化碳對環氧化物的環狀加成反應中的角色	★ 磷橋異核雙金屬錯合物的配位子移轉
★ 含有碳烯化合物之鈀金屬異相觸媒催化碳碳鍵生成反應之研究	★ 銅(I)催化的碳硫偶合反應中間產物研究
★ 鈾鍺酸鹽之合成與結構鑑定	★ 稀土元素配位聚合物和亞磷酸鹽之合成、晶體結構與發光性質研究
★ 含有機模板的錫鍺酸鹽與錫矽酸鹽之合成與其結構鑑定	★ 銅催化碳硫偶合反應之陽離子效應研究
★ 銅(I)催化碳-氮偶合反應之研究	★ 探討β芳香醚類斷裂之研究
★ 銅(I)催化碳-氮偶合反應之研究	★ 鋰鋁鈦磷酸鹽的合成、晶體結構及性質研究
★ 鋰鐵鈦磷酸鹽之晶體結構與離子導電度性質研究	★ 鈦磷酸鹽與鈦矽酸鹽之合成、晶體結構與性質研究
★ 有機-無機混成之金屬磷酸鹽/亞磷酸鹽骨架化合物的合成與性質研究	★ 極性溶劑對銅(I)催化碳-氮偶合反應之影響

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

[檢視]

[下載]

本電子論文使用權限為同意立即開放。
已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。

摘要(中)

本研究以助熔劑長晶法及高溫高壓水熱法合成四個矽酸銦Cs2KInF2Si4O10 (A1)、Cs2RbInF2Si4O10 (A2)、Cs3InF2Si4O10 (A3)、 CsKIn(OH)Si4O10 (B1) ，A系列為三個等結構之化合物。我們藉由單晶X光繞射方法解決此二系列化合物的晶體結構，改變反應條件以製備純的化合物，再利用粉末X光繞射分析確定樣品的純度，接著我們以固態核磁共振光譜、紅外線光譜分析以驗證單晶結構。
A系列化合物為新穎的矽酸銦，具有無機結構中少見的九員環孔洞。A系列化合物結構中的矽氧四面體以共角的方式互相連接，形成一具有四、八員環的二維矽酸鹽層，矽酸鹽層間，以InF2O4所形成的銦氟氧八面體共角連接形成一個三維的結構，在a軸方向存在著由七個矽氧四面體及兩個銦氟氧八面體所組成的九員環孔道。並將此化合物與文獻中具有九員環孔道之化合物做比較。
B1結構中矽氧四面體以共角的方式連接形成鋸齒狀的無限延伸鏈，結構中的銦氧八面體In(OH)2O4以對位的氫氧基共角連接形成無限延伸鏈，矽酸鹽無限延伸鏈再以共角的方式與銦氧八面體的無限延伸鏈連接，形成三維的結構。結構存在四員環及兩個六員環孔道。B1與文獻中Rb2YFSi4O10及K2In(OH)Si4O10具有類似結構。

摘要(英)

We have used flux-growth method and high-temperature, high-pressure hydrothermal method to synthesize two series of indium silicates. The series A includes Cs2KInF2Si4O10 (A1), Cs2RbInF2Si4O10 (A2), Cs3InF2Si4O10 (A3), and the series B consists of CsKIn(OH)Si4O10 (B1). Optimal reaction conditions for the preparation of pure phases were found. The crystal structures were analyzed by single-crystal X-ray diffraction. The purity of each compound was confirmed by powder X-ray diffraction. These compounds were further characterized by solid-state NMR and infrared spectroscopy.
All compounds of series A adopt a new structure. The SiO4 tetrahedra are connected by sharing three corners to form puckered layers which contain four- and eight-membered rings. Adjacent silicate layers are connected by InF2O4 octahedra via four O atoms so that a 3D framework containing 9-ring channels parallel to the a-axis is formed, which are very rare in inorganic compound. The alkali metal cations are located in the channels.
The SiO4 tetrahedra of B1 series are connected by sharing corners to form infinite chains. The In(OH)2O4octahedra are connected by sharing corners via OH- and form infinite chains along the a direction. The silicate chains and indium oxide octahedral chains are connected together to form a 3D framework containing four- and six-membered rings. The structure of B1 is similar to those of Rb2YFSi4O10 and K2In(OH)Si4O10.

關鍵字(中)

★ 孔洞材料
★ 矽酸銦
★ 助熔劑長晶法

關鍵字(英)

★ Porous Material
★ Indium Silicates
★ Flux growth method

論文目次

目錄
摘要…………………………………………………………………………………………………………………………………………………I
Abstract……………………………………………………………………………………………………………………………………II
謝誌……………………………………………………………………………………………………………………………………………III
目錄………………………………………………………………………………………………………………………………………………IV
圖目錄……………………………………………………………………………………………………………………………………………VI
表目錄………………………………………………………………………………………………………………………………………………X
附錄之表目錄………………………………………………………………………………………………………………………………XI
第一章緒論……………………………………………………………………………………………………………………………1
1-1簡介………………………………………………………………………………………………………………………………1
1-2合成方法……………………………………………………………………………………………………………………11
1-2-1 助熔劑長晶法……………………………………………………………………………………………11
1-2-2 水熱反應……………………………………………………………………………………………………15
1-2-3 藥品一覽表………………………………………………………………………………………………18
1-3 鑑定方法…………………………………………………………………………………………………………………19
1-3-1 儀器測量簡介……………………………………………………………………………………………19
1-3-2 單晶X光繞射與結構解析………………………………………………………………………20
1-3-3 粉末X光繞射分析……………………………………………………………………………………26
1-3-4　X光能量散佈光譜分析…………………………………………………………………………26
1-3-5 電子顯微探測分析……………………………………………………………………………………26
1-3-6 固態核磁共振分析……………………………………………………………………………………27
1-3-7 紅外光譜分析……………………………………………………………………………………………29
1-4 研究成果…………………………………………………………………………………………………………………30
第二章助熔劑長晶法合成之矽酸銦………………………………………………………………………………31
2-1 簡介…………………………………………………………………………………………………………………………31
2-2 實驗條件…………………………………………………………………………………………………………………37
2-2-1 Cs2KInF2Si4O10 (A1) 合成 ……………………………………………37
2-2-2 Cs2RbInF2Si4O10 (A2) 合成條件……………………………………………39
2-2-3 Cs3InF2Si4O10 (A3) 合成條件…………………………………………………40
2-2-4 Cs2KInF2Si4O10 (A1) 單晶X光結構解析………………………………41
2-2-5 Cs2RbInF2Si4O10 (A2) 單晶X光結構解析……………………………43
2-2-6 Cs3InF2Si4O10 (A3) 單晶X光結構解析…………………………………44
2-3 結果與討論……………………………………………………………………………………………………………45
2-3-1 結構描述……………………………………………………………………………………………………45
2-3-2 結構討論……………………………………………………………………………………………………52
2-3-3 粉末X光繞射分析……………………………………………………………………………………64
2-3-4　X光能量散佈光譜分析及電子顯微探測分析……………………………………68
2-3-5 固態核磁共振分析……………………………………………………………………………………70
第三章高溫高壓水熱法合成之矽酸銦…………………………………………………………………………73
3-1 簡介…………………………………………………………………………………………………………………………73
3-2 實驗條件…………………………………………………………………………………………………………………75
3-2-1 CsKIn(OH)Si4O10 (B1) 單晶合成條件……………………………………75
3-2-2 CsKIn(OH)Si4O10 (B1) 純相合成條件……………………………………76
3-2-3 CsKIn(OH)Si4O10 (B1) 單晶X光結構解析………………………………………………76
3-3 結果與討論……………………………………………………………………………………………………………78
3-3-1 結構描述……………………………………………………………………………………………………78
3-3-2 結構討論……………………………………………………………………………………………………81
3-3-3 粉末X光繞射分析……………………………………………………………………………………86
3-3-4　X光能量散佈光譜分析…………………………………………………………………………88
3-3-5 紅外光譜分析……………………………………………………………………………………………89
第四章結論…………………………………………………………………………………………………………………………90
參考文獻………………………………………………………………………………………………………………………………………93
附錄A……………………………………………………………………………………………………………………………………………97
附錄B…………………………………………………………………………………………………………………………………………109

參考文獻

[1]Cronstedt, A. F.; Akad handl. Stockholm. 1756, 17, 120.
[2]Schuth, F.; Schmidt, W. Adv. Mater. 2002, 9, 629.
[3]Davis, M. E. Nature 2002, 417, 813.
[4]Wilson, S. T.; Lok, B. M.; Messina, C. A.; Cannan, T. R.; Flanigen, E. M. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 1146.
[5]Feryhardt, C. C.; Tsapatsis, M.; Lobo, R. F.; Balkus, K. J.; Davis, M. E. Nature 1996, 381, 295.
[6]Wagner, P.; Yoshikawa, M.; Tsuji, K.; Tsapatsis, M.; Davis, M. E. Chem.Commun. 1997, 2179.
[7]Burton, A.; Elomari, S.; Chen, C. Y.; Medrud, R. C.; Chan, I. Y.; Bull, L. M.; Kibby, C.; Harris, T. V.; Zones, S. I.; Vittoratos, E. S. Chem. Eur. Journal 2003, 9, 5737.
[8]Lin, C.-H.; Wang, S.-L.; Lii, K.-H. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 4649.
[9]Guillou, N.; Gao, Q.; Forster, P. M.; Chang, J.-S.; Nogues, M.; Park, S.-E.; Ferey, G.; Cheetham, A. K. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 2831.
[10]Yashima M.; Komatsu T. Chem. Commun. 2009, 1070
[11]Vaughan, D. E. W.; Strohmaier, K. G. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 16035.
[12]Harbuzaru, B.; Paillaud, J. L.; Patarin, J.; Bats, N. Science 2004, 304, 990.
[13]Cheetham, T.; Fjellag, H.; Gier, T. E.; Kongshaug, K. O.; Lillerud, K. P.; Stucky, G. T. Stud. Surf. Sci. Catal. 2001, 135, 788.
[14]Davis, M. E. Nature 2002, 417, 813
[15]Zhou Y.; Zhu H.; Chen Z.; Chen M.; Xu, Y.; Zhang H.; Zhao D. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 2166.
[16]Plevert, J.; Gentz, T. M.; Laine A.; Li, H.; Young, V. G.; Yaghi, O. M.; O’Keefe M. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12706.
[17]Zou, X.; Conradsson, T.; Klingstedt, M.; Dadachov, M. S.; O’Keeffe, M. Nature 2005, 437, 716.
[18]Bonneau, C.; Sun, J.; Sanchez-Smith, R.; Guo, B.; Zhang, D.; Inge, A. K.; Ed_en, M.; Zou X. Inorg. Chem. 2009, 48, 9959.
[19]Hung, L.-I.; Wang, S-.L.; Chen, C.-Y.; Chang, B.-C.; Lii, K.-H. Inorg. Chem. 2005, 44, 2992.
[20]Chen, C.-S.; Lee, S.-F.; Lii, K.-H. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12208.
[21]Lee, C.-S.; Wang, S.-L.; Lii, K.-H. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15116.
[22]Nguyen, Q. B.; Liu, H.-K.; Chang, W.-J.; Lii, K.-H. Inorg. Chem. 2011, 50, 4241.
[23]Lee, C.-S.; Wang, S.-L.; Chen, Y.-H. Lii, K.-H. Inorg. Chem. 2009, 48, 8357.
[24]Liao, C.-H.; Chang, P.-C.; Kao, H.-M.; Lii, K.-H. Inorg. Chem. 2005, 44, 9335.
[25]Tang, M.-F.; Chiang, P.-Y.; Su, Y.-H.; Jung, Y.-C.; Hou, G.-Y.; Chang, B.-C.; Lii, K.-H. Inorg. Chem. 2008, 47, 8985.
[26]Chiang, P.-Y.; Lin, T.-W.; Dai, J.-H.; Chang, B.-C.; Lii, K.-H. Inorg. Chem. 2007, 46, 3619.
[27]West, A. R. Solid State Chemistry and Its Applications, John Wiley & Sons, New York, 1989.
[28]Byrappa, K.; Ohachi, T. (Eds) Crystal Growth Technology, William Andrew Inc.:New York, 2003.
[29]Rabenau, A. Angew. Chem. Int. Ed. 1985, 24, 1026.
[30]Kennedy, G. C. Am. J. Sci. 1950, 248, 540.
[31]Ladd, M. F.; Palmer, R. A. Structure Determination by X-ray Crystallography, Plenum, New York, 1994.
[32]Brown, I. D.; Altermatt, D. Acta Cryst. 1985, B41, 244.
[33]Levin, E. M.; Robbins, C. R.; McMurdie, H. F. (Eds) Phase Diagrams for Ceramists, The American Ceramic Society, 1964.
[34]Elwell, D.; Scheel, H. J. Crystal Growth from High-Temperature Solutions, Academic Press: London 1975.
[35]徐如人；龐文琴編著, 無機合成與製備化學 (Inorganic Synthesis and Preparative Chemistry),五南圖書出版股份有限公司, 2004.
[36]Heo, N. H.; Park, J. S.; Kim, Y. J.; Lim, W. T.; Jung, S. W.; Seff, K., J. Phys. Chem. B., 2003, 107,1120.
[37]Hanawa, M.;Kobayashi, T.;Imoto, H., Z. Anorg. Allg. Chem. 2000, 626, 216.
[38]Schoeneborn, M.; Hoffbauer, W.; Schmedt auf der Guenne, J.;Glaum, R., Chemie, Organische Chemie 2006, 61, 741
[39]Gaewdang, T.; Chaminade, J. P.; Gravereau, P.; Garcia, A.; Fouasier, C.; Pouchard, M.; Hagenmuller, P.; Jacquier, B. Z. Anorg. Allg. Chem. 1994, 620, 1965.
[40]Hawthorne, F. C.; Grundy, H. D. Acta Crystallogr. 1974, 30, 1882.
[41]Novak, G. A.; Gibbs, G. V. Am. Mineral. 1971, 56, 791.
[42](a) Hung, L.-I; Wang, S.-L.; Kao, H.-M.; Lii, K.-H. Inorg. Chem. 2007, 46, 3301; (b) Hung, L.-I; Wang, S.-L.; Chen, Y.-H.; Lii, K.-H. Inorg. Chem. 2006, 45, 2100.; (c) Hung, L.-I; Wang, S.-L.; Szu, S.-P.; Hsieh, C.-Y.; Kao, H.-M.; Lii, K.-H. Chem. Mater. 2004, 16, 1660.; (d) Hung, L.-I; Wang, S.-L.; Kao, H.-M.; Lii, K.-H. Inorg. Chem. 2003, 42, 4057.
[43]Redhammer, G. J.; Roth, G. Acta Cryst. 2003, 59, i38.
[44]Bedard, R. L.; King, L. M.; Bem, D. S.; Gisselquist, J. L.; Koster, S. C. U. S. Patent 6,007,790 Dec 28, 1999.
[45]Donny, G.; Allmann, R. Am. Mineral. 1970, 55, 1003.
[46]Liebau, F. Structure Chemistry of Silicates, Springer, 1985.
[47]Rohrig, C.; Dierdorf, I.; Gies, H. J. Phys. Chem. Solids 1995, 56, 1369.
[48]Rohrig, C.; Gies, H. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1995, 107, 125.
[49]Corma, A.; Puche, M.; Rey, F.; Sanker, G.; Teat, S. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 1156.
[50]Corma, A.; Diaz-Cabanas, M. J.; Jorda, J. L.; Rey, F.; Sastre, G.; Strohmaier, K. G. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16482.
[51]Cascales, C.; Gutierrez-Puebla, E.; Mongr, M. A.; Ruiz-Valero, C. Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, 129.
[52]Conradsson, T.; Zou, X.; Dadachov, M. S. Inorg. Chem. 2000, 39, 1716.
[53]Coa, G.-J.; Fang, W.-H.; Zheng, S.-T.; Yang, G.-Y. Inorg. Chem. Commun. 2010, 13, 1047.
[54]Pan, C.-Y.; Liu, G.-Z.; Zheng, S.-T.; Yang, G.-Y. Chem. Eur. J. 2008, 14, 5057.
[55]Li, Y.-F.; Zou, X.-D. Acta Cryst. 2003, 59, 471.
[56]Zhou, J.; Fang, W.-H.; Rong, C.; Yang, G.-Y. Chem. Eur. J. 2010, 16, 4852.
[57]Shen, J.; Moore, P. B. Am. Miner. 1984, 69, 190.
[58]Yang, W.; Li, J.; Xu, J.; Xing, H.; Wang, L.; Yu, J.; Xu, R. Solid state Sci. article in press.
[59]Wang, G.; Li, J.; Yu, J.; Chen, P.; Pan, Q.; Song, H.; Xu, R. Chem. Mater. 2006, 18, 5637.
[60]Chen, C.-S.; Koa, H.-M.; Lii, K.-H. Inorg. Chem. 2005, 44, 935.
[61]Wang, X.; Liu, L.; Jacobson, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 7812.
[62]Li, C.-Y.; Hsieh, C.-Y.; Lin, H.-M.; Koa, H.-M.; Lii, K.-H. Inorg. Chem. 2002, 41, 4206.
[63]Radeglia, R.; Engelhardt, G. Chem. Phys. Lett. 1985, 114, 28.
[64]蔡鎮名高溫高壓水熱法與熔鹽法合成過渡金屬與鑭系金屬矽酸鹽；中央大學研究所碩士論文：桃園，民97
[65]Uwe Kolitsch , Eur. J. Mineral. 2004, 16, 143.

指導教授

李光華(Kwang-Hwa Lii)

審核日期

2011-7-14

推文