文档介绍：分类号: O614 单位代码:10110
学号:s20090611
层状钙钛矿氧

中北大学
化物
的硕士学位论文
插层
研层状钙钛矿氧化物的插层研究
究

魏
宁

中
北大学
硕士研究生魏宁

指导教师高艳阳教授
学科专业无机化学

2012 年 6 月 4 日
图书分类号 O614 密级非密
UDC

硕士学位论文

层状钙钛矿氧化物的插层研究
魏宁

指导教师(姓名、职称) 高艳阳教授
申请学位级别硕士学位
专业名称无机化学
论文提交日期 2012 年 5 月 31 日
论文答辩日期 2012 年 6 月 4 日
学位授予日期年月日
论文评阅人张铁明副教授李永祥教授
答辩委员会主席魏田玉研究员

2012 年 6 月 4 日
原创性声明

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中北大学学位论文
层状钙钛矿氧化物的插层研究
摘要
层状钙钛矿氧化物是一种重要的固体功能材料。由于其独特的层状结构,其层间成
为化学反应活性中心,这大大拓宽了其应用范围。在光催化,铁电,超导,半导体,巨
磁阻等方面都具有广泛应用。本文着重研究了三种层状钙钛矿氧化物的合成以及烷基胺
和 CuCl+的插层反应。
1. 层状钙钛矿氧化物的合成
通过不同方法合成出了三种层状钙钛矿氧化物:单层 Ruddlesden-Popper 相化合物
NaLaTiO4,三层 Ruddlesden-Popper 相化合物 K2La2Ti3O10 以及双层 Dion-Jacobson 相氧
化物 KLaNb2O7。
研究了合成这三种层状钙钛矿氧化物的最佳条件:高温固相法合成 NaLaTiO4 时,
焙烧温度应该控制在 900 ℃,焙烧时间在 2 h 以下;硬脂酸法合成 K2La2Ti3O10 时,应
保持 K 过量 80%,前驱体须应在 900 ℃下焙烧 4 h;硬脂酸法合成 KLaNb2O7 时,应将
前驱体置于 1100 ℃下焙烧 6 h。
2. 层状钙钛矿氧化物的烷基胺插层研究
研究了 H+的浓度和反应时间,对后续烷基胺插层的影响:H+的浓度和反应时间主
+ +
要通过影响层间的化学反应影响烷基胺的插层。研究结果表明 H 是以 H3O 的形式插入
+
到层状钙钛矿氧化物层间的,随着 H 浓度的增大和反应时间的增长,H2O 的含量逐渐
减少,层间化学反应活性逐渐降低,烷基胺插层越困难。
研究了三种层状钙钛矿氧化物的烷基胺胺插层反应。正丙胺,正丁胺,正辛胺,十
二胺均能插入到 KLaNb2O7 层间;只有正辛胺能插入到 K2La2Ti3O10 层间,但反应不完全;
四种胺均不能插入到 NaLaTiO4 的层间。研究结果表明:钙钛矿层的酸性是影响烷基胺
插层的最主要因素,另外,烷基胺的碱性,空间位阻和烷基胺的结构也会影响层状钙钛
矿氧化物的烷基胺插层。
3. 层状钙钛矿氧化物的 CuCl+插层研究
中北大学学位论文
+
研究了 CuCl 对 NaLaTiO4 和 KLaNb2O7 两种层状钙钛矿氧化物的插层。通过 X 射
+
线粉末衍射对其进行结构表征,分析表明:CuCl 均成功插入到 NaLaTiO4 和 KLaNb2O7
层间,形成了(CuCl)LaTiO4 和(CuCl)LaNb2O7。分别对二者进行结构解析,结果表明
(CuCl)LaTiO4 和(CuCl)LaNb2O7 均为 Aurivillius 相,属四方晶系,I4/mmm 空间群。
(CuCl)LaTiO4 晶胞参数:a=b= Å,c= Å,质点数为 2;(CuCl)LaNb2O7 晶胞参
数:a=b= Å,c =