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硼酸盐有着丰富的结构和优异的物理化学性质。B原子可以和O原子形成BO3平面三角形和BO4四面体,并且BO3和BO4进一步组成不同大小、不同形状的硼氧聚阴离子,如孤岛状、链状、层状和三维立体结构。由于硼酸盐具有丰富的结构类型,这就为我们提供了筛选具有优良磁学、光学等性能的功能材料提供了重要的来源。本文采用硼酸熔融法、硼酸草酸共融法、硼酸草酸二次合成法合成了几个未知的过渡金属硼酸盐,采用单晶衍射方法解析了几种化合物的晶体结构,并研究了相关的化合物的磁学和光学性能。最后对这些硼酸盐的性能进行了初步的第一性原理研究。(1)采用二次合成方法获得了MB12O14(OH)10(M=Mn, Fe, Zn)。单晶结构分析表明,MB12O14(OH)10(M=Mn, Fe, Zn)同构于MgB12O14OH)10,属于单斜晶系,空间群为P21/C, Z=2。在此化合物中,两种结构基元[B3O8]和[B3O7]连接构成二维层状结构,层与层之间通过氢键连接。紫外可见漫反射光谱表明,ZnB12O14OH)10的能隙为4.6eV。能带计算也表明该化合物为绝缘体,计算的能隙值6.0eV接近于观察值。磁性测试表明低温下MnB12O14OH)10的基态为反铁磁有序,FeB12O14OH)10的基态可能是反铁磁倾斜导致的铁磁有序。(2)采用用硼酸熔融法合成了CdB10O19H6,单晶结构分析表明CdB10O19H6为单斜晶系,空间群为P21/n, Z=4, a=7.728, b=18.950, c=9.862, β=91.45°。化合物CdB10O19H6是由[B7O11(OH)2]3-和[B8O15(OH)2]8-共用O原子连接所组成的2维层,层间通过氢键连接的三维立体结构。[B7O11(OH)2]3-是由三个BO4四面体,三个BO3,一个BO(OH)2所组成的表示为(3T+4Δ)。[B8O15(OH)2]8-是由三个BO4四面体,三个BO3,两个BO2OH所组成,表示为(3T+5Δ)。(3)采用硼酸草酸二次合成方法和硼酸草酸共融法分别合成一种Fe未知硼酸盐和两种Mn,Co的未知新型硼酸盐,其中Fe的未知硼酸盐与Co的未知硼酸盐同构。上述化合物取向都较为严重,暂时无法得到解析。更进一步的研究正在进行中。