異金屬鈾-鑭系鍺酸化合物之合成、結構鑑定 與性質探討

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：51

、訪客IP：3.135.202.126

姓名

劉士溥(Shih-pu Liu) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學學系

論文名稱

異金屬鈾-鑭系鍺酸化合物之合成、結構鑑定與性質探討
(Synthesis, Crystal Structure and Properties of Heterometallic Uranyl-Lanthanide Germanates)

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)

本研究使用助熔劑長晶法在高溫下以 KF-MoO3 作為助熔劑合成一個鈾-銪鍺酸化合物 K4[(UO2)Eu2(Ge2O7)2] (1)。以單晶 X 光繞射儀定出其結構及化學式，以及利用高溫固態合成法合成化合物 1 的純相以及等結構化合物 K4[(UO2)Sm2(Ge2O7)2] (2)，並以粉末 X 光繞射圖譜比對理論圖譜確定樣品的純度做後續分析，例如：X 光能量散佈分析、光致放光光譜等物理性質的測量。
化合物 1 為一具有三維鍺酸鹽骨架的新穎六價銪–三價銪鍺酸化合物，其結構擁有 EuO7 雙五角錐以共邊方式連接形成無限鏈狀，似 PaCl5 的鍵結形式，此晶體結構擁有不尋常的陽離子–陽離子作用力的異金屬連結 U＝O – Eu。在室溫下進行放光光譜研究，由 5D0 →
7F1 與 5D0 → 7F2 的相對強度可知 Eu3+ 發光中心位在非反轉中心上。
偵測其所有的放光訊號衰退曲線發現是一致的，證實只有一種 Eu3+ 放光中心，其生命期約為 0.53 ± 0.03ms。在放光光譜 450 到 550 nm 沒有看到典型的 UO22+ 放光訊號，可以證明能量轉移到 Eu3+ 放光中心或是藉由非放光過程散失掉。
化合物 2 為等結構化合物，針對化合物中心金屬的放光特性，同樣進行放光光譜研究，並對研究結果做進一步探討。

摘要(英)

A uranyl-europium germanate, K4[(UO2)Eu2(Ge2O7)2] (1), has been grown at high temperature from a KF-MoO3 flux and structurally characterized by single-crystal X-ray diffraction. The pure phase of 1 and the isostructural uranyl-samarium germanate, K4[(UO2)Sm2(Ge2O7)2] (2), have been synthesized by solid state method.
Compound 1 is a new 3D framework uranium(VI)–europium(III)
germanate. The structure contains PaCl5-type chains of edge-sharing EuO7 pentagonal bipyramids. The structure contains an unusual heterometallic U＝O–Eu linkage. Photoluminescence studies show strong red emission at room temperature. The relative intensity of the 5D0 → 7F1 and 5D0 → 7F2 transitions confirms that the europium site lacks an inversion center. All of the emission lines show similar decay curves, which can be well-fitted by a single exponential decay function with a radiative lifetime of 0.53 ± 0.03 ms. No emission is observed in the region from 450 to 550 nm typical of the uranyl cation, indicating that, upon uranyl excitation, the energy is either transferred to the Eu3+ centers or lost to nonradiative processes.
Compound 2 is an isostructural compound. The photoluminescence properties of 2 have also been studied.

關鍵字(中)

★ 助熔劑合成法
★ 鍺酸化合物
★ 鈾
★ 光致放光
★ 單晶

關鍵字(英)

★ flux synthesis
★ germanate
★ uranium
★ photoluminescence
★ single crystal

論文目次

中文摘要................................................ i
英文摘要................................................ ii
謝誌.................................................... iii
目錄.................................................... iv
圖目錄.................................................. vi
表目錄.................................................. viii
附錄之表目錄............................................ ix
第一章緒論............................................. 1
1-1 簡介 ............................................... 1
1-1-1 鈾化合物 ......................................... 1
1-1-2 鑭系金屬矽、鍺酸鹽 ............................... 8
1-1-3 鑭系元素發光原理 ................................. 13
1-1-4 判斷銪離子對稱環境 ............................... 16
1-2 合成方法 ........................................... 18
1-2-1 助熔劑長晶法 ..................................... 18
1-2-2 高溫固態反應 ..................................... 23
1-2-3 藥品一覽表 ....................................... 24
1-3 鑑定方法 ........................................... 25
1-3-1 儀器測量簡介 ..................................... 25
1-3-2 單晶 X 光繞射儀與解構分析 ........................ 26
1-3-3 粉末 X 光繞射儀 .................................. 30
1-3-4 X 光能量散佈分析 (EDX) ........................... 30
1-3-5 光譜裝置 ......................................... 31
1-4 研究成果 ........................................... 36
第二章異金屬化合物..................................... 37
2-1 簡介 ............................................... 37
2-2 實驗部分 ........................................... 44
2-2-1 K4[(UO2)Eu2(Ge2O7)2] (1) 合成條件................. 44
2-2-2 K4[(UO2)Eu2(Ge2O7)2] (1) 純相合成................. 46
2-2-3 K4[(UO2)Sm2(Ge2O7)2] (2) 純相合成 ................ 47
2-2-4 K4[(UO2)Eu2(Ge2O7)2] (1) 單晶 X 光結構解析 ....... 48
2-2-5 粉末 X 光繞射實驗 ................................ 50
2-2-6 X 光能量散佈圖譜分析 ............................. 52
2-3 結果與討論 ......................................... 53
2-3-1 結構描述 ......................................... 53
2-3-2 發光性質分析 ..................................... 57
2-3-3 化合物 1 之放光訊號生命期 ........................ 64
第三章結論............................................. 67
參考文獻................................................ 69
附錄.................................................... 73

參考文獻

1. Burns, P. C. Rev. Mineral. 1999, 38, 23-90.
2. Finch, R. J. M., T Rev. Mineral. 1999, 38, 24-179.
3. Finch, R. J. B., E. C.; Finn, P. A.; Bates, J. K. Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 1999, 556, 431-432.
4. Stieff, L. R. S., T. W.; Sherwood, A. M. Science 1955, 121, 608-609.
5. Wang, X.; Huang, J.; Jacobson, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 15190-15191.
6. Wang, X.; Huang, J.; Liu, L.; Jacobson, A. J. J. Mater. Chem. 2002, 12, 406-410.
7. Huang, J.; Wang, X.; Jacobson, A. J. J. Mater. Chem. 2003, 13, 191-196.
8. Chen, C.-S.; Lee, S.-F.; Lii, K.-H. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12208-12209.
9. Chen, C.-S.; Chiang, R.-K.; Kao, H.-M.; Lii, K.-H. Inorg. Chem. 2005, 44, 3914-3918.
10. Lin, C.-H.; Chiang, R.-K.; Lii, K.-H. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 2068-2069.
11. Renshaw, J. C.; Butchins, L. J. C.; Livens, F. R.; May, I.; Charnock, J. M.; Lloyd, J. R. Environ. Sci. Technol. 2005, 39, 5657-5660.
12. Zhou, P.; Gu, B. Environ. Sci. Technol. 2005, 39, 4435-4440.
13. Silva, R. J. N., H. Radiochim. Acta 1995, 70, 377-379.
14. Burns, P. C. E., R. C.; Hawthorne, F. C. Can. Mineral. 1997, 35, 1551-1553.
15. Burns, P. C. M., M. L.; Ewing, R. C. Can. Mineral. 1996, 34, 845-847.
16. Lee, C.-S.; Wang, S.-L.; Lii, K.-H. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15116-15117. 70
17. Nguyen, Q. B.; Liu, H.-K.; Chang, W.-J.; Lii, K.-H. Inorg. Chem. 2011, 50, 4241-4243.
18. Lee, C.-S.; Lin, C.-H.; Wang, S.-L.; Lii, K.-H. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 4254-4256.
19. Hung, L.-I.; Wang, S.-L.; Chen, C.-Y.; Chang, B.-C.; Lii, K.-H. Inorg. Chem. 2005, 44, 2992-2994.
20. Brandão, P.; Valente, A.; Philippou, A.; Ferreira, A.; Anderson, Michael W.; Rocha, J. Eur. J. Inorg. Chem. 2003, 2003, 1175-1180.
21. Ferreira, A.; Ananias, D.; Carlos, L. D.; Morais, C. M.; Rocha, J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 14573-14579.
22. Huang, M.-Y.; Chen, Y.-H.; Chang, B.-C.; Lii, K.-H. Chem. Mater. 2005, 17, 5743-5747.
23. N.N. Greenwood; A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, Butterworth Heinemann, 1997.
24. Ananias, D.; Ferdov, S.; Paz, F. A. A.; Ferreira, R. A. S.; Ferreira, A.; Geraldes, C. F. G. C.; Carlos, L. D.; Lin, Z.; Rocha, J. Chem. Mater. 2008, 20, 205-212.
25. Cascales, C.; Gutierrez-Puebla, E.; Iglesias, M.; Monge, M. A.; Ruiz-Valero, C.; Snejko, N. Chem. Commun. 2000, 0, 2145-2146.
26. Dadachov, M. S.; Sun, K.; Conradsson, T.; Zou, X. Angew. Chem., Int. Ed. 2000, 39, 3674-3676.
27. Li, H.; Eddaoudi, M.; Plévert, J.; O’Keeffe, M.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12409-12410.
28. Naunova, I. S. M., V.; Pobedimskaya, E. A. Geologiya 1973, 28, 102-104.
29. Kharakh, E. A. C., A. V.; Belov, N. V. Kristallografiya 1970, 15, 1064-1065. 71
30. 郭琬琳，陳宏凱，盧曉琪，鄭炳銘科學發展 2005, 11.
31. Carnall, W. T. G., G. L.; Rajnak, K.; Rana, R. S. J. Chem. Phys 1989, 90, 343-344
32. Carlos, L. D.; Messaddeq, Y.; Brito, H. F.; Sá Ferreira, R. A.; de Zea Bermudez, V.; Ribeiro, S. J. L. Adv. Mater. 2000, 12, 594-598.
33. Huber, G.; Syassen, K.; Holzapfel, W. B. Phys. Rev. 1977, 15, 5123-5128.
34. Carlos, L. D.; Videira, A. L. L. Phys. Rev. 1994, 49, 11721-11728.
35. Blasse, G. G., C. Luminescence Materials-Springer 1994.
36. Byrappa, K. O., T. Crystal Growth Technology, William Andrew Inc.:New York 2003.
37. 徐如人；龐文琴無機合成與製備化學(Inorganic Synthesis and
Preparative Chemistry) 2004.
38. Elwell, D.; Scheel, H. J. Crystal Growth from High-Temperature Solutions, Academic Press: London 1975.
39. West, A. R. Basic Solid State Chemistry, 2nd Ed., Wiley 2000.
40. 王素蘭科儀新知民國九十四年二月第二十六卷第四期.
41. He, X. M.; Craven, B. M. Acta Crystallogr. 1985, 41, 244-251.
42. Knope, K. E.; de Lill, D. T.; Rowland, C. E.; Cantos, P. M.; de Bettencourt-Dias, A.; Cahill, C. L. Inorg. Chem. 2012, 51, 201-206.
43. Okamoto, Y.; Ueba, Y.; Nagata, I.; Banks, E. Macromolecules 1981, 14, 807-809.
44. Tanner, S. P.; Vargenas, A. R. Inorg. Chem. 1981, 20, 4384-4386.
45. Maji, S.; Viswanathan, K. S. J. Lumines. 2009, 129, 1242-1248.
46. Albrecht-Schmitt, T. E.; Almond, P. M.; Sykora, R. E. Inorg. Chem. 2003, 42, 3788-3795. 72
47. Wang, S.; Diwu, J.; Alekseev, E. V.; Jouffret, L. J.; Depmeier, W.; Albrecht-Schmitt, T. E. Inorg. Chem. 2012, 51, 7016-7018.
48. Sullens, T. A.; Jensen, R. A.; Shvareva, T. Y.; Albrecht-Schmitt, T. E. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2676-2677.
49. Adelani, P. O.; Burns, P. C. Inorg. Chem. 2012, 51, 11177-11183.
50. Tian, T.; Yang, W.; Pan, Q.-J.; Sun, Z.-M. Inorg. Chem. 2012, 51, 11150-11154.
51. Arnold, P. L.; Hollis, E.; White, F. J.; Magnani, N.; Caciuffo, R.; Love, J. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 887-890.
52. Volkringer, C.; Henry, N.; Grandjean, S.; Loiseau, T. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1275-1283.
53. Dodge, R. P. S., G. S.; Johnson, Q.; Elson, R. E. Acta Crystallogr. 1967, 22, 85-89.
54. Lee, C.-S.; Liao, Y.-C.; Hsu, J.-T.; Wang, S.-L.; Lii, K.-H. Inorg. Chem. 2008, 47, 1910-1912.
55. Cotton, S. In Lanthanide and Actinide Chemistry; John Wiley & Sons, Ltd: 2006,
56. Bacce, E. D.; Pires, A. M.; Davolos, M. R. J. Alloys Compd. 2002, 344, 312-315.
57. Chiang, P.-Y.; Lin, T.-W.; Dai, J.-H.; Chang, B.-C.; Lii, K.-H. Inorg. Chem. 2007, 46, 3619-3622
58. Chen, P.-L.; Chiang, P.-Y.; Yeh, H.-C.; Chang, B.-C.; Lii, K.-H. Dalton Trans. 2008, 0, 1721-1726.

指導教授

李光華(Kwang-Hwa Lii)

審核日期

2013-7-10

推文