一種新型化合物羥基釩酸鍶的合成晶體結構

房宏偉（中化地質礦山總局河北地質勘查院，河北石家莊 050031）

一種新型化合物羥基釩酸鍶的合成晶體結構

房宏偉（中化地質礦山總局河北地質勘查院，河北石家莊 050031）

釩酸鹽簇化合物由于具有獨特的結構特性和潛在的電化學性能而備受關注，我們利用水熱合成法制備了一種新型釩酸鹽化合物SrVO3(OH)，并用單晶X射線衍射分析其晶體結構。化合物SrVO3(OH)是斜方晶系，空間群為C2/c（No.15），晶胞學參數為a=14.8607(10)?，b=7.0334(4)?，c=7.3709 (5)?，β=103.47(0)°，V=749.22(90)?3，Z=4,Rgt(F)= 0.0241，wRref(F2)=0.0507。

釩酸鹽；單晶；結構；水熱合成法

V-O簇化合物由于具有獨特的結構特性和潛在的電化學性能而備受關注，近年來已經成為了研究熱點[1-4]。目前，已經有四種釩酸鍶氧化物或釩酸鍶水合物被報道出來，Sr(VO3)2(H2O)4[5]，Sr0.333(V4O9)(H2O)[6]，Sr3(V10O28)(H2O)22[7]和Sr5(VO4)3(OH)[8]。水熱合成法設備簡單，原料易得，而且這種高溫、高壓、密封的特殊液相反應條件，能夠使低熔點化合物、高蒸氣壓且不能在融體中生成的物質、高溫分解相的物質晶化生成，往往能夠制得一些結構新穎奇特的新化合物。為了豐富V-O簇化合物，我們使用水熱合成法制備了一種新的釩酸鍶化合物SrVO3(OH)。并使用了單晶衍射儀確定了它的晶體結構。

1 實驗部分

反應原料為分析純的V2O5和SrCO3，均購買自上海國藥試劑廠。SrVO3(OH)是水熱反應法制備的。將V2O5和SrCO3按照摩爾比V:Sr=1：3溶于10ml的蒸餾水，放入25ml的聚四氟乙烯內襯的不銹鋼反應釜中，密封，在448 K的溫度下反應72小時。然后以5℃/h降溫至室溫。取出反應釜，就得到少量無色的棱柱形SrVO3(OH)單晶。

圖1.化合物SrVO3(OH)的不對稱單元

圖2.化合物SrVO3(OH)的晶胞圖

表1.原子坐標

表2 鍵長數據

2 單晶結構分析

KPr(MoO4)2的單晶衍射數據由X射線面探衍射儀（Smart Apex2 CCD，Mo-Kα radiation,λ=0.71073 ?）在室溫下以ω掃描方式收集完成。數據經SAINT還原，使用Multi-scan方法進行吸收校正后被用于結構解析。單晶結構解析通過SHELX-97程序包在PC計算機上完成，采用直接法確定重原子Sr，V的坐標，其余原子的坐標則是由差傅立葉合成法給出，對所有原子的坐標和各向異性熱參數進行基于F2的全矩陣最小二乘方平面精修至收斂。詳細的原子坐標如表1所示。

3 SrVO3(OH)的晶體結構

SrVO3(OH)屬于斜方晶系，它的空間群為C2/c（No.15），a= 14.8607(10)?，b=7.0334(4)?，c=7.3709(5)?，β=103.47 (0)°，V=749.22(90)?3，Z=4,Rgt(F)=0.0241，wRref(F2)= 0.0507。

SrVO3(OH)晶體的結構是非對稱的，包含了一個Sr（II）原子，一個V(V)原子和五個O原子，如圖1所示。其中，V1原子被四個O原子包圍，形成了VO4四面體機構。兩個VO4四面體通過一個O1原子連接起來進一步形成V2O7集團。其中值得一提的是，V1-O1的共價鍵鍵長(1.808(2)?)要明顯長于V1-O2,V1-O3和V1-O4之間的共價鍵鍵長，后三者分別是1.689(2)?，1.671(2)?和1.686(2)?。詳細的鍵長鍵角數據如表2所示。

V2O7基團相互分離，并沿著同一方向排布在結構中，V2O7基團中的空隙由Sr原子填充，通過Sr2+離子與V2O7基團中的O2-離子的離子鍵作用相互連接，每個Sr2+離子與9個O2-配位，鍵長位于2.5～2.9 ?之間，具體的排布方式如下圖2所示。

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