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研究生: 鍾鎮鴻
Chen-hung Chung
論文名稱: 水熱合成鋅釩磷酸鹽及其結構與性質研究
Hydrothermal Synthesis, Crystal Structures and Properties of Zinc Vanadium Phosphates
指導教授: 李光華
Kwang-hwa Lii
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 化學學系
Department of Chemistry
論文出版年: 2015
畢業學年度: 103
語文別: 中文
論文頁數: 71
中文關鍵詞: 水熱合成法
外文關鍵詞: Hydrothermal Synthesis
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  • 本論文利用中溫水熱合成法合成出兩個鋅釩磷酸鹽的化合物
    Zn(VO)2(PO4)2(H2O)4 (A1)以及[(VVO)(VIVO)3Zn2(OH)(PO4)4(H2O)7]‧
    H2O (A2)。以上化合物均能獲得單晶產物,利用單晶X 光繞射方法收
    集數據後進行結構解析,並以粉末X 光圖譜與理論圖譜做比對以確
    定樣品純度後,用X 光光電子能譜儀測量A2 之釩金屬價數及熱重分
    析儀(TGA)來分析A2 的水分子裂解現象,最後使用超導量子干涉磁
    量儀(SQUID)分別來量測A1 及A2 磁性現象。
    在反應條件中,A1 與A2 的起始物比例完全相同,而卻在不同的反
    應溫度及恆溫時間下可以得到兩種不同的產物,其中A1 為純V(IV)
    產物,而A2 為V(IV)以及V(V)的混價化合物,推測可能跟所加入的
    還原劑鋅粒的反應程度有很大的關係。


    Two Zinc Vanadium Phosphates, Zn(VO)2(PO4)2(H2O)4 (A1) and [(VVO)(VIVO)3Zn2(OH)(PO4)4(H2O)7]‧H2O (A2), were synthesized under mild hydrothermal conditions. Both of these two structures were determined by single-crystal X-ray diffraction. The purity of each compound was confirmed by powder X-ray diffraction. These compounds were further characterized by TGA, SQUID, XPS.
    The reaction agent ratio of A1 and A2 are same, but reaction temperature are different, A1 is a Vanadium(IV) compound, A2 is a mixed-valance compound, the reducing agent zinc maybe play a big role in this reactions to show this results. Magnetic Susceptibility also can proof A2 is a mixed-valance vanadium compound.
    A1 crystal data: Zn(VO)2(PO4)2(H2O)4, tetragonal, I4/m(No. 87), a = 6.2518(2) Å, c = 13.4642(6) Å, V = 526.25(3) Å3, Z = 2, R1 = 0.0481 and wR2 = 0.1144.
    A2 crystal data: [(VVO)(VIVO)3Zn2(OH)(PO4)4(H2O)7]‧H2O, monoclinic, I4/m(No. 87), a = 12.6432(6) Å, b = 12.6408(6) Å, c = 13.5881(6) Å, =108.627(2)°, V = 2057.90(17) Å3, Z = 4, R1 = 0.0202 and wR2 = 0.0570.

    目錄 謝誌 I 摘要 II Abstract III 目錄 IV 圖目錄 VI 表目錄 VIII 第一章 緒論 1 1-1 釩磷酸鹽簡介 1 1-2 研究目標 3 1-3 合成方法簡介 4 1-3-1 水熱合成法 4 1-3-2 藥品一覽表 6 1-4 鑑定方法 7 1-4-1儀器測量簡介 7 1-4-2 單晶X光繞射與結構解析 8 1-4-3 粉末X光繞射分析 (PXRD) 14 1-4-4 X光光電子能譜分析(XPS) 15 1-4-5 磁性物質分類與超導量子干涉磁量儀(SQUID) 16 1-4-6 熱重分析儀 (TGA) 21 1-5 研究成果摘要 22 第二章 水熱合成鋅釩磷酸鹽化合物 23 2-1 前言 23 2-2 實驗部分 25 2-2-1 Zn(VOPO4)2(H2O)4 (A1)合成條件 25 2-2-2 [ (VO)4Zn2(OH)(PO4)4(H2O)7]‧H2O (A2)合成條件 26 2-2-3 溫度與時間對產物的影響探討 27 2-3 單晶結構解析 30 2-3-1 Zn(VOPO4)2(H2O)4 (A1) 30 2-3-2 [(VVO)(VIVO)3Zn2(OH)(PO4)4(H2O)7]‧H2O (A2) 31 2-4結構描述 32 2-4-1 化合物A1的結構描述 32 2-4-2 化合物A2的結構描述 34 第三章 結果與討論 37 3-1 化合物A1的分析 37 3-1-1 A1粉末X光繞射圖譜分析 (PXRD) 37 3-1-2 A1磁性數據分析 38 3-2 化合物A2的分析 41 3-2-1 A2粉末X光繞射圖譜分析 (PXRD) 41 3-2-2 A2熱重量分析 (TGA) 42 3-2-3 X光光電子能譜分析 43 3-2-4 A2磁性數據分析 44 第四章 結論 47 參考文獻 49 附錄 晶體結構解析資料表 50

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