另外,稀土离子具有较强的亲氧性、易与氧原子配位,还呈现出优异的发光性能和丰富的磁学行为,是光、电、磁等新型功能材料的热门研究对象[18-21]。因此,结合二者的优势,有望得到具有独特性能的新型功能材料。
基于此,本论文通过常规水溶液合成的方法,以单缺位的硼钨酸盐和稀土离子为原料,探索合成得到3种稀土离子修饰的硼钨酸盐,利用红外谱对其结构进行了推断。另外,还探究了物料比、加料顺序、酸度等因素对产物结构的影响。
1 实验部分
1。1 实验仪器与试剂
1。1。1 实验仪器
小烧杯(50 mL);钥匙;量筒(10 mL);胶头滴管;玻璃棒;表面皿;滤纸;布氏漏斗;抽滤瓶。
电子天平(型号:AL 204;厂家:梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司);循环水式真空泵(型号:SHB-Ⅲ;厂家:郑州欧卡仪器设备有限公司);集热式恒温加热磁力搅拌器(型号:CL-200;厂家:巩义市予华仪器有限责任公司);型酸度计(型号:EL 20;厂家:上海梅特勒-托利多仪器有限公司);傅立叶变换红外光谱仪(型号:IS 10;厂家:美国Thermo Scientific公司)。
1。1。2 实验试剂
表1 实验试剂
试剂 厂家
硼酸(AR) 河南焦作市化工三厂
钨酸钠(AR) 天津市科密欧化学试剂有限公司
氨基乙酸(AR) 广东汕头新学化工厂
氯化铈(AR) 天津市福晨化学试剂厂
浓盐酸(AR) 开封开化试剂厂
pH缓冲剂
注:以上所有试剂均为分析纯,使用时均没有经过再次处理,实验中所用水溶剂皆为蒸馏水
1。2 测试手段
红外光谱(IR):
利用IS 10型傅立叶变换红外光谱仪,KBr压片,测定范围4000-400 cm-1。1。3 实验方法
1。3。1 单缺位Keggin型硼钨酸盐K9-(x+y)NaxHyBW11O39·2H2O前躯体的制备方法
用电子天平准确的称取36。2564 g(0。11 mol)Na2WO4·2H2O溶于150 mL水中,加入2。5182 g(0。04 mol)H3B3 ,加热搅拌的同时缓慢的加入25 mL 6 M HCl将溶液的pH调至6。18(注:在缓慢加入6 M HCl调节溶液pH的同时,会立即产生白色絮状沉淀,需要待搅拌至澄清溶液后才能继续滴加以调节溶液pH)。在搅拌的条件下煮沸30分钟,将溶液浓缩至15 mL,然后,在加热搅拌的的条件下加入20。0915 g(0。27 mol)KCl固体,冷却至室温,即可抽滤,最后得白色粉末状固体,将其放入烘箱中,于130 ℃下烘干2~3小时得硼钨酸盐前驱体K9-(x+y)NaxHyBW11O39·2H2O。
1。3。2 稀土离子(Ce3+)修饰的硼钨酸盐的合成(1~6)文献综述
(1)化合物1的合成
用电子天平准确称取0。1324 g(0。05 mmol)[BW11O39]9-溶于10 mL的蒸馏水中,在加热搅拌条件下使之充分溶解,然后称取0。0190 g(0。05 mmol)CeCl3搅拌溶于5 mL蒸馏水中,将其缓慢滴加到上述硼钨酸盐溶液中,溶液变为乳黄色,继续加热搅拌15分钟左右,再向溶液中加入准确称取的甘氨酸0。0039 g(0。05 mmol),继续加热搅拌15分钟,测定溶液pH值为6。20,过滤,放置,室温下挥发结晶得白色针状化合物1。
(2)化合物2的合成
用电子天平准确称取0。1319 g(0。05 mmol)[BW11O39]9-溶于10 mL的蒸馏水中,在加热搅拌条件下使之充分溶解,然后称取0。0378 g(0。10 mmol)CeCl3搅拌溶于5 mL蒸馏水中,将其缓慢滴加到上述硼钨酸盐溶液中,溶液变为乳黄色,继续加热搅拌15分钟左右,再向溶液中加入准确称取的甘氨酸0。0035 g(0。05 mmol),继续加热搅拌15分钟,测定溶液pH值为3。83,过滤,放置,室温下挥发结晶得化合物2。