1． 结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献：

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------文 献 综 述

文献综述

以有机胺作为模板剂的互掺型稀土硫酸盐的合成与表征

一．稀土硫酸盐的研究概况

稀土具有丰富的光学、催化、吸附及磁学特性，稀土材料在高新技术领域发挥着重要作用。和其他的过渡金属相比，稀土元素原子半径大具有较大的配位数和较长的Ln-O键长，可以形成多样的拓扑结构，在催化、吸附、非线性光学等方面都具有重要的应用价值。由于受到合成方法和热稳定性两方面因素的影响，早期合成的稀土硫酸盐主要是水合稀土硫酸盐和三重稀土硫酸盐。随着水热技术被广泛用于合成含有有机胺为模板剂的开放结构的材料之中，大量的有机模板稀土硫酸盐被合成和表征。近年来对稀土化合物的研究十分广泛，特别是含有机胺的稀土硫酸盐的研究。以有机胺为模板剂的稀土硫酸盐具有良好的吸附、催化、荧光等方面的性质，具有潜在的应用前景，制备和探索其结构、性质是21世纪研究稀土硫酸盐的一个热点。

Rao等人以有机物为模板剂合成了具有开放结构的硫酸盐，在硫酸盐研究领域起到了先锋作用。[NC4H12]2[(UO2)6(H2O)2(SO4)7]是第一个以有机胺为模板剂的锕类硫酸盐。2002年，Thierry Bataille等人分别以乙二胺和哌嗪为模板剂合成出了二维及三维的稀土硫酸盐La2(H2O)2(C2H12N2)(SO4)和La2(H2O)2(C2H10N2)3(SO4)6#183;4H2O，2003年，Yan xing等人通过乙二胺做模板剂合成出了[C2N2H10]3[La2(H2O)4(SO4)4]#183;2H2O，二维层状稀土硫酸盐，同年，又合成出[C4N3H16][La(SO4)3]#183;H2O一维链状稀土硫酸盐，2004年，Thierry Bataille又以有机胺为模板剂合成出了一维链状和二维层状的两个化合物La(C4H16N3)(SO4)3#183;H2O和La2(H2O)(C4H16N2)3(SO4)5#183;5H2O。同年，Meenakshi Dan等人合成出了一系列二维及三维以有机胺为模板剂的稀土硫酸盐化合物，[M2(H2O)2(SO4)5][C2N2H10]2(M=La,Pr,Nd) ，[Nd2(SO4)4(H2O)2][C4N2H12];

[M2(SO4)4][C2N2H10](M=La,Nd)，[La2(SO4)4][C3N2H12]，[M2(SO4)4(H2O)4][C6N2H14]2[SO4][[C2N2H8][H2O]3。2006年，Yunlong Fu等人以哌嗪和乙二胺为模板剂合成出了两个三维的稀土硫酸盐(C4H12N2)4[Ce8(SO4)16(H2O)8]和(C2H10N2)2[Ce2(SO4)5(H2O)2]。2008年，辽宁师范大学研究生丁少华合成了13种硫酸盐。2009年，辽宁师范大学硕士生朱亚林采用溶剂热合成方法共合成15种未见文献报道的硫酸盐。

二．以有机胺为模板剂的稀土硫酸盐

1.一维链状以有机胺模板稀土硫酸盐：

Pang W Q和Xu Y分别于2003年和2008年用不同的方法合成出具有相同分子式不同结构的一维链状有机模板硫酸镧。Pang W Q用水热方法合成的[C4N3H16][La(SO4)2]#183;H2O是以二乙胺为模板剂。结构中包含3个Z字形{-La-micro;3-O-La-micro;3-O-La-}链。在这个链中，其拐角为120#176;，La-La之间的距离为4.193Aring;。质子化的有机胺分子和水分子通过N-H#8230;O和O-H#8230;O氢键与无机骨架链结合，使得化合物更多稳定。Xu Y 用正丁醇和水的混合溶剂合成的[C4N3H16][La(SO4)2H2O]也是以二乙烯三胺为模板剂的一维链状硫酸镧。在该化合物中，水分子参与配位，并且只有一个晶体学独立的micro;3-O（O10），所以该化合物只有一个Z字型{-La-micro;3-O-La-micro;3-O-La-}链，而且La-La之间的距离为5.002Aring;，比前面的有所增大。

La(dien)(SO4)3#183;H2O是以乙二胺为模板剂的一维链状硫酸镧。其无机骨架链沿着a轴方向呈以严格的直线形。质子化的有机胺分子和水分子通过N-H#8230;O和O-H#8230;O氢键与无机骨架链结合，使得化合物更加稳定。[C6N4H22]1.5[Ho2(SO4)6#183;H2O]是用异丙醇做溶剂三乙烯四胺为模板剂合成的具有三阶层梯的一维链状硫酸钬。该化合物含有两种不同的链：[-Ho(1)-O-S-O-]n和[-Ho(2)-O-S-O-]n。两条链之间通过micro;3-O连接形成三层阶梯状结构，如图1-10。这是首次报道的含有该结构的稀土硫酸盐，说明溶剂对结构的影响还是很大的。

2.二维层状有机胺模板稀土硫酸盐

图1.7

2.2稀土原子簇形成的无机骨架

在层状化合物[Ln2(SO4)4][C2N2H10](Ln=La or Nd)中存在如图1.10(a)所示的Ln3(Ln=La or Nd)簇基本建筑单元，在这个建筑单元中Nd1，Nd1(a)，S2和S2(a)构成一个四元环，Nd1，Nd1(b)，S1和S1(a)构成另一个四元环。两个四元环共有一个顶点(Nd1)。这些基本建筑单元通过桥氧相互连接构成如图1.10(b)所示的链，链通过三桥氧连接形成如图1.10(c)所示的二维层。

3.三维孔道有机胺模板稀土硫酸盐

La2(H2O)2(C4H12N2)(SO4)4是以哌嗪为模板剂的三维硫酸镧，其无机骨架结构由LaO10多面体和LaO9多面体通过与SO4四面体共享顶点或边相互连接形成八元环孔道，如图1.11所示

图1.11

三维[Ln2(H2O)2(SO4)5][C2N2H10]2(Ln=La，Pr or Nd)是由含八元环和十六元环的层构成的，如图1.12所示

图1.12

化合物[C4N2H12][Nd2(SO4)4(H2O)2]是包含八元环和十二元环孔道的三维硫酸钕，如图1.13所示

图1.13

前面介绍的几种三维稀土硫酸盐有机胺分子不直接与稀土金属原子配位，只是通过氢键与无机骨架相互作用。在化合物[Sm4(en)4(μ-OH)4][(SO4)4]中乙二胺分子直接与Sm配位，如图1.14所示

图1.14

三．课题选择的意义

我国是稀土元素丰产国家，我国稀土元素储量约占世界储量的70%。随着稀土元素在许多新型领域应用的不断开发，研究有机模板稀土硫酸盐有着重要的现实意义和社会意义。在纯稀土配合物中,稀土用量大、生产成本高,向配合物中掺杂低成本的不发光稀土离子,不仅可以降低发光材料成本,而且还可以增强发光稀土离子的特征发光强度,因而成为当今发光材料研究的热点之一。我们所进行的异核稀土配合物研究,对于寻找发光性能好、成本低、具有实用价值的发光配合物具有重要意义。

四．表征方法

1.红外光谱分析

2.热重分析

3.XRD分析

4.荧光分析

参考文献

[1]Kondo M,Okubo T,Asami A,et al.Rational synthesis of stable channel-like cavities with methane gas adsorption properties:[{Cu2(pzdc)2(L)}n] (pzdc=pyrazine-2,3-dicarboxylate; L=a pillar ligand) [J].Angew Chen Int Ed,1999,(38): 140-143.

[2]Seo J S,Whang D,Lee H,et al,A homochiral metal-organic porous material for enantioselective separation and catalysis [J].Nature,2000,(404):982-986.

[3]Eddaoudi M,Kim J,Rosi N,et al.Systematic design of pore size and functionality in isoreticular MOFs and their application in methane storage [J].Science,2002,(295):469-472.

[4]Yaghi O M,Li H L. T-shaped molecular building units in the porous structure of Ag(4,4′-bpy)NO3 [J].J Am Chem Soc,1996,(118):295-296.

[5] Robinson F ,Zaworotko M J.Triple interpenetration in [Ag(4,4′-bipyridine)][NO3],a cationic polymer with a three-dimensional motifgenerated by self-assembly of′ T-shaoed building blocks [J]. Chem Commun,1995,2413-2414.

[6]Gutschke S O H,Price D J ,Powell A K,et al.Hydrothermal synthesis,structure,and magnetism of [Co2(OH){1,2,3-(O2C)3C6H3}(H2O)]#183;H2O andi [Co2(OH){1,2,3-(O2C)3C6H3}]:magnetic-chains with mixed cobalt geInt Ed,2001,(40)：1920-1923.

[7]Paul G,Choudhury A,Rao C N R.Organically template linear and layered iron sulfates [J].Chem Mater,2003,(15):1174-1180.

[8]Choudhury A,Krishnamoorthy J,Rao C N R。An approach to the synthesis of organically template open-framework metal sulfates by the amine-sulfate route [J].chem Commun,2001,(24):2610-2611.

[9]Choudhury A,　Kumar D U ,Rao C N R.Three-dimensional organically template open-framework transition metal selenites [J].Angew Chem I nt Ed,2002,(41):158-161.

[10]Rao C N R,Behera J N, Dan M.Organically-templated metal sufates,selenites and selenates [J].Chem Soc Rev,2006,(35):375-387.

[11]Wickleder M S. Inorganic lanthanide compounds with complex anion [J]. Chem Rev ,2002,(102):2011-2087.

[12]Paul G,Choudhury A,Rao C N R.Organically template linear and layered cadmium sulfates [J]. D alton Trans ,2002,(20):3859-3867.

[13]Xing Y, Liu Y L,Shi Z,et al.Synthesis and structure of organically template lanthanum sulfate [C4N3H16][La (SO4)3]#183;H2O [J]. J Solid State Chem,2003,(174):381-385.

[14]Bataille T ,Louer D .New linear and layered amine-templated lanthanum sulfates [J] .J Solid State Chem,2004,(177):1235-1243.

[15] Adachi C, Baldo M A, Forrest S R. Electroluminescence mechanisms in organic

light emiting devices employing a europium chelate doped in a wide energy gap

bipolar conducting host[J]. Appl.Phys., 2000, 87(11): 8049