本文以2, 6-二甲氧基苯酚和硝酸铽为原料, 成功合成了一例新型九核铽簇合物{Tb9(L)4(μ4-OH)2(μ3-OH)8(μ2-OCH3)4(NO3)8(H2O)8}(OH)·2H2O(1), 其中HL为2, 6-二甲氧基苯酚。通过X射线衍射、元素分析、红外光谱、热重和磁性测试对该簇合物进行表征。X射线单晶衍射分析结果表明, 簇合物属于正交晶系, 空间群为I222, 晶胞参数为a=1.532 8(3) nm, b=1.796 9(4) nm, c=1.863 5(4) nm, α=β=γ=90°, V=5.132 6(19) nm3。簇合物中九个金属中心由μ4-OH和μ3-OH相互连接, 形成的骨架呈现出有趣的沙漏状拓扑结构, 其中, 中心Tb离子呈现出稍微扭曲的四方棱锥几何构型, 其他Tb离子均为稍变形的十二面体构型。磁性测试结果表明, 簇合物1中的金属离子之间存在弱的反铁磁相互作用, 由于快速的磁量子隧穿效应, 其未表现出慢磁弛豫行为。

微波介质陶瓷是制造5G通信元件的关键材料, 采用传统的固相反应法制备BaSn(Si1-xGex)3O9(0≤x≤1.0)微波介质陶瓷, 研究Ge4+取代Si4+对BaSnSi3O9陶瓷烧结行为、晶体结构和微波介电性能的影响。结果表明: BaSnSi3O9陶瓷在最佳的 1 450 ℃烧结温度下表现出多孔的微观结构, 并呈现较差的微波介电性能(介电常数εr=6.61, 品质因数Q×f=7 977 GHz (谐振频率为15.03 GHz), τf=-37.8×10-6/℃)。通过Ge4+对Si4+的取代能形成BaSn(Si1-xGex)3O9固溶体, 其晶体结构为六方结构和P-6c2空间群。采用Ge4+对Si4+的取代促进了BaSn(Si1-xGex)3O9 (0≤x≤1.0)陶瓷的烧结, 改变了晶体结构参数实现对陶瓷微波介电性能的优化。BaSn(Si1-xGex)3O9(0≤x≤1.0)陶瓷的Q×f值主要与Si/Ge-O和Sn-O键中共价键的比例有关, 在x=1.0时BaSn(Si1-xGex)3O9陶瓷具有最优的微波介电性能: εr=8.53, Q×f=15 829 GHz (谐振频率为14.41 GHz), τf =-34.2×10-6 ℃-1。

光动力抗菌疗法(PDAT)是一种新型的治疗微生物感染的手段, 咔咯在光动力抗肿瘤方面具有显著优势, 但在光动力抗菌方面却鲜有报道。本文合成了单羟基咔咯即10-(4-羟基苯基)-5, 15-二(2, 3, 4, 5, 6-五氟苯基)咔咯(P-OH), 并进一步研究其晶体结构和光动力抗菌活性。结果表明, 单羟基咔咯属于正交晶系, 具有良好的光动力抗菌活性, 药物浓度大于2MIC时其显示出杀菌作用, 药物浓度小于2MIC时其显示出抑菌作用, 其最低杀菌浓度和最低抑菌浓度皆比卟啉低, 是一种良好的光动力抗菌光敏剂。

压电材料是一类极其重要的功能材料，利用其正/逆压电效应可以制成压电传感器、换能器和驱动器等，在航空航天、核能、医疗等领域有广泛应用。在航天、核能等领域，压电材料面临高辐射的严苛服役环境，对压电材料的抗辐射能力提出了更高要求。本文总结了辐射对钙钛矿结构包括锆钛酸铅［Pb(Zr, Ti)O3］、铌酸钾(KNbO3)、钛酸钡(BaTiO3)和以及铋层状结构压电材料如Bi4Ti3O12等的晶体结构和电学性能的影响。研究表明，在高剂量辐射下，压电材料的相结构维持在铁电相，但是晶粒一定程度上会受到破坏，同时压电材料的电学性能普遍随着辐射剂量的增强而减弱，但辐射也可以改善压电材料的抗疲劳性能，理论上辐射可以作为压电材料改性的一种方式。

当前, 高昂的生产和使用成本限制了离子液体规模化应用, 如何回收再利用离子液体受到极大关注。 离子液体结晶过程对研发新型回收技术至关重要, 而降温速率对结晶过程有重要影响。 基于此, 以1-十二烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(［C12mim］［BF4］)为研究对象, 在60~0 ℃范围内对其进行快速(30 ℃·min-1)和慢速(1 ℃·min-1)降温, 采用偏光(POM)、 小角X射线散射(SAXS)和拉曼(Raman)等技术研究了该离子液体在降温过程中的相态转变和结构变化, 揭示了降温速率对其熔体结晶过程及产物影响规律。 POM研究表明: 在快速降温过程中, ［C12mim］［BF4］经历了“液态-液晶态-晶态Ⅰ”转变, 得到了晶粒数量少但尺寸较大的“球状”晶体; 在慢速降温过程中, ［C12mim］［BF4］经历了“液态-液晶态-晶态Ⅱ”转变, 得到了晶粒数量多但尺寸较小的“针状”晶体。 SAXS研究表明: ［C12mim］［BF4］存在两种晶体结构, 分别为“正交双层相”和“三斜双层相”, 且同时出现在“晶态Ⅰ”中, 而在“晶态Ⅱ”中只有“三斜双层相”一种晶体结构。 由此可知, “晶态Ⅰ”是混合相晶体, 而“晶态Ⅱ”是单一相晶体。 此外, 由Raman结果可知: “正交双层相”和“三斜双层相”中［C12mim］+构象存在较大差异, 分别为“G构象”和“A构象”。 综上所述, 快速降温时, ［C12mim］［BF4］经历了“液态-液晶态-晶态Ⅰ”转变过程, 得到了由“正交双层相”和“三斜双层相”组成的混合相晶体, 该晶体同时含有［C12mim］+的“G构象”和“A构象”。 慢速降温时, ［C12mim］［BF4］经历了“液态-液晶态-晶态Ⅱ”转变过程, 得到了由“三斜双层相”组成的单一相晶体, 该晶体只含有［C12mim］+的“A构象”。 因此, 降温速率对［C12mim］［BF4］熔体结晶过程及产物具有重要影响。 该研究结果为［C12mim］［BF4］回收技术开发提供了重要实验数据, 同时对研究其他同类型离子液体的相态转变和结构变化具有指导意义。

采用常规固相反应法合成了Pb1-xSrx(Mn1/3Sb2/3)0.05Zr0.48Ti0.47O3+0.25%CeO2+0.50%Yb2O3+0.15%Fe2O3 (PMS-PZT, x=0, 0.02, 0.04, 0.06)的三元系硬性压电陶瓷。采用X线衍射仪、准静态压电常数测试仪和铁电测试仪系统地研究了Sr取代对PMS-PZT陶瓷的相结构及电学性能的影响。实验结果表明, 无Sr取代和有Sr取代的PMS-PZT压电陶瓷均具有单一的四方相晶体结构。当x=0.02时, PMS-PZT的性能最佳: d33=415 pC/N,Qm=522,TC=291 ℃,kp=0.64,εr=1 304,Pr=11.32 μC/cm2,Ec=9.05 kV/cm。

吡嗪化合物因其独特的结构及活性被广泛应用于制药、医学、化学等领域。水热法以水作为溶剂，具有绿色无污染、简单易操作等特点，是合成配合物的首选方法。本文以2,6-双(2-吡嗪基)吡啶-4-对苯甲酸(Hbppc)和CdCl2·2.5H2O为原料,用水热合成法合成了一例新型的配位化合物［Cd(bppc)(H2O)Cl］n,并运用单晶X射线衍射、红外光谱和拉曼光谱分析等手段对配合物的结构进行了表征，结果表明此配合物为一维链状结构。对自由配体2,6-双(2-吡嗪基)吡啶-4-对苯甲酸及配合物［Cd(bppc)(H2O)Cl］n进行荧光分析，结果表明所得配合物具有较好的荧光性质。

分别采用高温固相法和溶胶凝胶法合成了LiMgPO4和LiMgPO4∶Dy，通过热重-差热热分析仪、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、场发射高倍扫描电镜、紫外可见分光光度计和荧光分光光度计研究了不同合成方法对LiMgPO4∶Dy晶体结构、形貌和发光性能的影响。结果表明，溶胶凝胶法的最低合成温度为750 ℃且晶体中几乎不存在其他晶相，而高温固相法在950 ℃合成的晶体中仍然存在少量Mg3(PO4)2晶相；相比于高温固相法，溶胶凝胶法合成的样品形貌比较规则；两种方法合成的样品在可见光区域光吸收能力差，而在紫外区域高温固相法合成的样品光吸收能力明显较高；高温固相法合成的LiMgPO4∶Dy光学带隙范围为3.76~3.93 eV，溶胶凝胶法合成的LiMgPO4∶Dy光学带隙范围为3.85~3.94 eV，合成方法对样品的光学带隙影响较小。LiMgPO4∶Dy的最佳激发波长为350 nm，最强发射峰位于579 nm处，相比于高温固相法，溶胶凝胶法合成样品的发光强度更好。

选择刚性有机化合物4-硝基氮氧化吡啶-2-甲酸(POA)作为配体，与稀土金属 La(III)、Pr(III)反应，合成了2个一维配位聚合物。X射线单晶衍射结果表明：配合物1的分子式为{［La(POA)3H2O］·CH3OH}n，属于单斜晶系，空间群是P21/c。该晶胞参数分别为a=1.756 8 nm，b=0.663 6 nm，c=2.048 6 nm，α=90°，β=96.96°，γ=90°,V=2.370 7 nm3，Mr=738.28。配合物2的分子式为{［Pr(POA)3H2O］·H2O}n，属于单斜晶系，空间群是P21/c。该晶胞参数分别为a=1.757 8 nm，b=0.656 9 nm，c=2.046 7 nm，α=90°，β=97.20°，γ=90°,V=2.344 8 nm3，Mr=726.25。两个配合物的配位单元组成和结构相似，中心离子都处于稍变形的三帽三棱柱的配位环境中。通过红外光谱、紫外光谱、热重分析仪和荧光光谱仪对两个配合物的性质进行表征。荧光分析表明，配体和配合物均有较强的荧光性能。