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摘 要：铌酸盐层状钙钛矿材料是一类具有独特晶体结构的复合氧化物。本文探讨了固相法合成铌酸盐层状钙钛矿的过程并对其插层性能进行了研究。实验过程所得的样品全部通过SEM和XRD的方法对其结构以及形貌进行表征与测试。结果表明：KCa2Nb3O10具有层状结构，酸化后的HCa2Nb3O10可以与CH3(CH2)3NH3反应形成C4H9NH3+的插层化合物。35792
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毕业论文关键词：层状钙钛矿；铌酸盐；固相反应法；插层
Study on the Synthetise and Intercalation Performance of Layered Perovskite-Type Oxide Niobate
Abstract：Perovskite material of layered niobate is a type of oxidate with unique crystal structure．This paper discusses the solid phase synthetise and intercalation performance of layered perovskite-type oxide niobate． The experimental sample structure and appearance will be tested through the way of SEM and X-Ray Diffraction． Results show that：KCa2Nb3O10 has a layered structure， acidified HCa2Nb3O10 and CH3(CH2)3NH3 reaction formation C4H9NH3+ of intercalation compounds．
Key Words：Layered Perovskites ；Niobate ；Solid State Reaction ；Intercalatio
引 言
钙钛矿氧化物其分子通式为ABO3，是一系列类钙钛矿化合物的统称多属于立方晶系。其中A位原子一般是半径较大的金属阳离子位于立方体的中心，但 B原子通常是体积较小且可配位形成八面体的高价阳离子位于立方体的顶角而O 原子则位于立方体12条棱的棱心。三个原子呈简单而有序的立方排列，并构成了以B原子为结点的立方晶体(图1a)。B 位离子与O 离子可以配位形成标准的共角BO6正八面体，并且以此种形式展开形成三文网络。A位置上的阳离子则填补BO6 八面体大空穴中(图1b) [1]。
层状钙钛矿材料是钙钛矿和其他结构的共生物，一类具有层状主体结构的复合氧化物。一般情况下根据其结构的不同通常将其分为三类：1. Dion—Jacobson 系列层状钙钛矿结构，通式为A[An-1BnO3n+1] ，其结构中最为典型的例子是三层的Dion—Jacobson 相 CsCa2Nb3O10[2]，每个分子式单元包含有一个层间夹层阳离子（图2.a）。 2. Ruddlesden—Popper 系列层状钙钛矿结构，该类化化合物常见组成为A2[An-1BnO3n+1] ，为层状钙钛矿氧化物中的典型结构，其具有代表性的氧化物为三层Ruddlesden—Popper 相的K2La2Ti3O10，每个分子式单元包含有两个层间夹层阳离子（图2.b）[3]。3. Aurivillius 系列层状钙钛矿结构[4]（Bi2W2 O 10）其结构类似于在钙钛矿层中插入了四方棱锥，钙钛矿层与层之间形成夹心型的网络结构（图2.c）。
目 录
摘 要 1
引 言 1
1 实验部分 5
1.1仪器与试剂 5
1.2 实验方法 5
1.3 样品表征 6
2 结果与讨论 6
3 结 论 8
参考文献 8
致 谢 11
铌酸盐层状钙钛矿的合成与插层性能研究
图 1 钙钛矿的晶胞结构
图 2 层状钙钛矿的三种不同结构示意图
层状铌酸盐ACa2Nb3O10 (A为碱金属）是一类n = 3的 Dion–Jacobson相钙钛矿氧化物。但其层间中心A原子的规则几何构型具有尺寸效应。当大的阳离子Cs和Rb存在时则形成一个变形的立方晶格，而小的Li更喜欢填补到相邻的钙钛矿四面体层[5]。但是不同的是中等大小的K却一般采用三角棱柱形的几何构型。本论文中采用的是由钾离子插入到钙钛矿块层板间组成的Dion-Jacobson相铌酸盐KCa2Nb3O10层状钙钛矿复合物。