Two B5On（n=11， 12） Cluster-based Borates with Deep UV Cutoff Edge

doi:10.7503/cjcu20210711

Abstract

Abstract:

Two new borates Na₂Ba［B₅O₈（OH）］₂·2H₂O（1） and KSr［B₅O₈（OH）₂］（2）， with deep UV cutoff edges， were solvothermally made by using mixed alkali and alkaline-earth metal templates. They were further characterized by single-crystal XRD， powder XRD， IR spectra， UV-Vis absorption spectra and thermogravimetric analysis. Compound 1 crystalizes in the monoclinic space group P2/c. 4-connected B₅O₁₀（OH） cluster build 2D monolayer with two kinds of 9-MR windows via corner-sharing. Compound 2 crystalizes in the monoclinic space group C2/c. 4-connected B₅O₁₀（OH）₂ cluster construct 2D fluctuant layer with different 8- and 12-MR unclosed channels along two different directions. Both 1 and 2 exhibit the cutoff edge below 200 nm， indicating their potential applications in UV and deep UV regions.

Key words: Oxoboron cluster, Solvothermal syntheses, Layered structure, Short cutoff edge

CLC Number:

O614

TrendMD:

CHEN Chongan, YANG Guoyu. Two B₅O_n（n=11， 12） Cluster-based Borates with Deep UV Cutoff Edge[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(1): 20210711.

Figures/Tables 5

Table 1 Crystal data of compounds 1 and 2

Compound	1	2
Empirical formula	Na₄Ba₂B₂₀O₄₀H₁₂	K₄Sr₄B₂₀O₄₀H₈
Formula weight	1234.94	1371.14
Crystal system	Monoclinic	Monoclinic
Space group	P2/c	C2/c
a/nm	1.36628	1.9318
b/nm	0.66488	0.80483
c/nm	1.74057	1.30130
β/（°）	93.734	125.734
V/nm³	1.5778	1.6423
Z	2	2
D_c/（g·cm^-3）	2.599	2.773
μ/mm^-1	2.688	7.116
F（000）	1176.0	1312.0
Goodness?of?fit on F²	1.023	1.039
Final R indices［I>2σ（I）］	0.0372（0.0942）	0.0280（0.0648）
R indices（all data）	0.0461（0.1023）	0.0379（0.0689）

Fig.1 Asymmetric unit of compound 1(A), coordination environments of the four?connected B5?I and B5?II(B), 2D monolayer in compound 1(C), stacking mode of the layers and the positions of metal cations in compound 1(D), 2D Na—O—Ba layer in compound 1(E), and interaction of 2D oxoboron layers and 2D Na—O—Ba layers via corner sharing(F)

Fig.2 Asymmetric unit of compound 2(A), coordination environment of the four?connected B5O10(OH)2 cluster unit(B), construction of the 2D layer from 1D chains made of B5O10(OH)2 unit in compound 2(C), 8?/12?MR unclosed channels of the fluctuant layer in compound 2(D), stacking mode of the layers and the positions of metal cations in compound 2(E), 2D K—O—Sr layer in compound 2(F), interaction of 2D oxoboron layers and 2D K—O—Sr layers via corner sharing(G)

Fig.3 PXRD patterns of compounds 1(A) and 2(B)

Fig.4 UV?Vis absorption spectra of compounds 1(A) and 2(B)Insets: corresponding absorption curves with band gap calculated from Kubelka?Munk function of compounds 1(A) and 2(B), respectively.

References 27

1	Mutailipu M.， Poeppelmeier K. R.， Pan S. L.， Chem. Rev.， 2021， 121（3）， 1130—1202
2	Xia M.， Li F. M.， Mutailipu M.， Han S. J.， Yang Z. H.， Pan S. L.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2021， 60（26）， 14650—14656
3	Yu H. W.， Wu H. P.， Pan S. L.， Yang Z. H.， Hou X. L.， Su X.， Jing Q.， Poeppelmeier K. R.， Rondinelli J. M.， J. Am. Chem. Soc.， 2014， 136（4）， 1264—1267
4	Wei Q.， Wang J. J.， He C.， Cheng J. W.， Yang G. Y.， Chem. Eur. J.， 2016， 22（31）， 10759—10762
5	Wang J. J.， Yang G. Y.， Chem. Commun.， 2017， 53（75）， 10398—10401
6	Chen Y.， Guo Z. W.， Li X. X.， Zheng S. T.， Yang G. Y.， CCS Chem.， 2021， 3， 1232—1241
7	Zhang H. X.， Zhang J.， Zheng S. T.， Yang G. Y.， Inorg. Chem. Commun.， 2004， 7（6）， 781—783
8	Wu H. Q.， Ju P.， He H.， Yang B. F.， Yang G. Y.， Inorg. Chem.， 2013， 52（18）， 10566—10570
9	Cheng L.， Zhao J. W.， Yang G. Y.， Dalton Trans.， 2014， 43（19）， 7324—7330
10	Ding F. H.， Zhang W. L.， Nisbet M. L.， Zhang W. G.， Halasyamani S.， Yang Z. H.， Pan S. L.， Poeppelmeier K. R.， Inorg. Chem.， 2020， 59（1）， 759—766
11	Chen C. T.， Wu Y. C.， Li R. K.， Int. Rev. Phys. Chem.， 1989， 8（1）， 65—91
12	Chen C. T.， Wu B. C.， Jiang A. D.， You G. M.， Sci. Sin. Ser. B， 1985， 28（3）， 235—243
13	Chen C. T.， Wu Y. C.， Jiang A. D.， Wu B. C.， You G. M.， Li R. K.， Lin S. J.， J. Opt. Soc. Am. B， 1989， 6（4）， 616—621
14	Mori Y.， Kuroda I.， Nakajima S.， Sasaki T.， Nakai S.， Appl. Phys. Lett.， 1995， 67（13）， 1818—1820
15	Wei L.， Wei Q.， Lin Z. E.， Meng Q.， He H.， Yang B. F.， Yang G. Y.， Angew. Chem. Int. Ed. 2014， 53（28）， 7188—7191
16	Cao G. J.， Wei Q.， Cheng J. W.， Cheng L.， Yang G. Y.， Chem. Commun.， 2016， 52（8）， 1729—1732
17	Wei Q.， Sun S. J.， Zhang J.， Yang G. Y.， Chem. Eur. J.， 2017， 23（31）， 7614—7620
18	Zhang H. X.， Zhang J.， Zheng S. T.， Wang G. M.， Yang G. Y.， Inorg. Chem.，2004， 43（20）， 6148—6150
19	Zhou J.， Zheng S. T.， Zhang M.， Liu G. Z.， Yang G. Y.， CrystEngComm， 2009， 11（12）， 2597—2600
20	Sheldrick G. M.， Acta Crystallographica a⁃Foundation and Advances， 2008， 64， 112—122
21	Wei Q.， Cheng J. W.， He C.， Yang G. Y.， Inorg. Chem.， 2014， 53（21）， 11757—11763
22	Mutailipu M.， Zhang M.， Dong X. Y.， Chen Y. N.， Pan S. L. ， Inorg. Chem.， 2016， 55（20）， 10608—10616
23	Wei Q.， Sun L.， Zhang J.， Yang G. Y.， Dalton Trans.， 2017， 46（24）， 7911—7916
24	Chen C. A.， Wei Q.， Yang G. Y.， Inorg. Chem. Commun.， 2017， 86， 18—21
25	Ding F. H.， Nisbet M. L.， Zhang W. L.， Halasyamani P. S.， Chai L. Y.， Poeppelmeier K. R.， Inorg. Chem.， 2018， 57（18）， 11801—11808
26	Wendlandt W. M.， Hecht H. G.， Reflectance Spectroscopy（Chemical Analysis）， Interscience Publishers， New York， 1966
27	Yang Y.， Dong X. Y.， Pan S. L.， Wu H. P.， Inorg. Chem.， 2018， 57（21）， 13380—13385

[1]	ZHU Jingran, LI Ke, YAN Yan, LI Xu, SONG Xiaowei. Co-templates Synthesis and Characterization of a New Two-dimensional Co-containing Aluminophosphate [C₄ $H 1 1$ N]_0.77[C₄ $H 1 2$ N]_0.23[C₃H₁₂N₂]₂[H₃O]₂[Co_0.23Al_5.77P₈ $O 3 4$ ]^† [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2014, 35(6): 1130.
[2]	WANG Sui-Jun, ZHAO Yu-Juan, ZHAO Chun-Song, XIA Ding-Guo*. Synthesis and Electrochemical Behavior of Li-rich Cathode Materials Li[Ni_xLi_1/3-2x/3Mn_2/3-x/3]O₂(x=1/5, 1/4, 1/3) in the Lithium-ion Battery [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2009, 30(12): 2358.
[3]	REN Hong¹, XU Jia-Ning², YU Lian-Xiang², YE Jun-Wei³, BI Ming-Hui¹, ZHANG Ping², SONG Tian-You¹. Hydrothermal Synthesis and Structure Characterization of a 2D Coordination Polymer [Cu(ox)(4,4'-bpy)]_n [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2007, 28(6): 1014.
[4]	WANG Mei, LI Ji-Yang, LI Yi, SONG Xiao-Wei, YU Ji-Hong, XU Ru-Ren. Hydrothermal Synthesis and Characterization of a New Layered Fluoroaluminophosphate [C₄H₁₂N₂][Al₂(PO₄)₂(H₂O)₂F₂] [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2005, 26(6): 1027.
[5]	LI Bao-Qiang, Hu Qiao-Ling, WANG Mang, SHEN Jia-Cong . Preparation of Chitosan/Hydroxyapatite Nanocomposite with Layered Structure via in-situ Compositing [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2004, 25(10): 1949.

Two B₅O_n（n=11， 12） Cluster-based Borates with Deep UV Cutoff Edge

RichHTML

PDF (PC)

Knowledge

Abstract

Cite this article

share this article

Figures/Tables 5

References 27

Related Articles 5

Recommended Articles

Metrics

Comments