一种硫属化合物Cs8Sb6Sn4S4Se17及其合成方法与流程

本发明涉及硫属化合物制备技术领域，特别是涉及一种cs8sb6sn4s4se17的制备方法。

背景技术：

硫属化物具有非常复杂的结构及丰富的物理化学性质，是近年来研究越来越多的多功能材料，如，分子筛、催化、离交换、半导体、磁性、非线性光学、光催化、光电、电子导体和质子传导等领域有重要应用前景。

由于多元金属硫属化物的结构与性质多样性，它们的合成研究成为目前无机合成化学一个十分活跃的研究领域。多元金属硫属化物的主要合成方法有高温固相方法，相对温和的熔盐法及温和的溶液方法。多元金属硫属化物的合成中常常采用高温固相方法，其主要优点在于容易获得纯的物相，但是高温条件下主族或过渡金属元素与硫属元素形成简单的原子簇而很难获得新物相或新结构。

近十年来，多元金属硫属化物的熔盐合成研究获得很大进展，大量的多元金属硫属化物通过熔盐方法合成出来，极大地丰富了硫属化物固体化学。但是熔盐方法需要的能耗高、污染环境等缺点。溶液方法在合成多元金属硫属化物方面的发展却非常有限。因为溶液当中很容易直接形成简单的金属硫属化合物而很难获得新化合物。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供了一种cs8sb6sn4s4se17cs8sb6sn4s4se17结构及其制备方法，该制备方法使用多元硫醇和多元胺混合溶剂体系中制备出一种cs8sb6sn4s4se17，由于使用多元硫醇和多元胺混合溶剂体系，阻止金属硫属化物的直接形成而获得多元金属硫属化合物。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是提供了一种cs8sb6sn4s4se17的制备方法，该方法包括如下步骤，

步骤1)将sn箔，sb粉，se粉，cs2co3，c2h7ns放置在厚壁玻璃管中；sn箔，sb粉，se粉，cs2co3，c2h7ns的质量比为1：(0.9-1.2)：1：(1-1.5)：(3-50)。

步骤2)玻璃管中经过充分混合均匀后加入吡啶/2,3-二巯基丙醇和1,4-丁二胺混合溶液，然后在酒精喷灯上封玻璃管；吡啶/2,3-二巯基丙醇的体积比为1:3，吡啶/2,3-二巯基丙醇与sn箔的质量比为(20-40)：1，1,4-丁二胺与sn箔的质量比为(5-10)：1。

步骤3)封好的玻璃管放入反应釜中在175～190℃下反应7～10天；

步骤4)自然冷却到室温后，洗涤产物，得到cs8sb6sn4s4se17的紫色块状晶体。

本发明所制得的化合物cs8sb6sn4s4se17是单斜晶系，属于c2/c空间群，由客体阳离子cs⁺和阴离子(sb6sn4s4se17)^8-组成，客体阳离子cs⁺分部在链与链的中间图1。

本发明所制得的化合物cs8sb6sn4s4se17的阴离子组(sb6sn4s4se17)^8-具有一维链状结构，在结构中sn原子都是四配位，sb原子三角锥配位，其中sn(1)s2se2四面体和sb(1)se2s、sb(2)se2s两个三角锥体通过共角连接形成一个六元环结构，如图2所示。

本发明制备的化合物cs8sb6sn4s4se17的六元环进一步通过sb(3)se3三角锥体连接形成(snsb3se5s2)^1-长链结构，如图3。

本发明制备的化合物cs8sb6sn4s4se17的链与链之间又通过两个共角连接的sn(2)se4四面体连接形成(sb6sn4s4se17)^8-双链状结构，如图4。

与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果。

本发明首次使用多元硫醇和多元胺混合溶剂体系，溶剂热法合成了新型多元金属硫属化物。多元硫醇和多元胺混合溶剂体系的使用会降低合成反应的温度和金属硫属化合物的溶解性，从而更利于获得多元金属硫属化物。

附图说明

图1为化合物cs8sb6sn4s4se17沿着x轴方向堆积的图；

图2为snsb2ses2六元环结构图；

图3为(snsb3se5s2)^1-长链结构图；

图4为(sb6sn4s4se17)^8-双链结构图；

具体实施方式

实施例一

步骤1)将sn箔(0.02g)，sb粉(0.018g)，se粉(0.02g)，cs2co3(0.02g)，c2h7ns(0.06g)放置在厚壁玻璃管中，厚壁玻璃管体积约10ml。

步骤2)玻璃管经过充分混合均匀后加入约0.4g吡啶:2,3-二巯基丙醇和0.1g1,4-丁二胺。然后开始在酒精喷灯上封玻璃管。

步骤3)封好的玻璃管(10％填充率)放入反应釜中在175℃下反应7天。

步骤4)自然冷却到室温后，用无水乙醇洗涤产物，得到cs8sb6sn4s4se17(3)的紫色块状晶体。

实施例二

步骤1)将sn箔(0.02g)，sb粉(0.024g)，se粉(0.02g)，cs2co3(0.03g)，c2h7ns(1g)放置在厚壁玻璃管中，厚壁玻璃管体积约10ml。

步骤2)玻璃管经过充分混合均匀后加入约0.8g吡啶:2,3-二巯基丙醇和0.2g1,4-丁二胺。然后开始在酒精喷灯上封玻璃管。

步骤3)封好的玻璃管(10％填充率)放入反应釜中在190℃下反应10天。

步骤4)自然冷却到室温后，用无水乙醇洗涤产物，得到cs8sb6sn4s4se17(3)的紫色块状晶体。

实施例三

步骤1)将sn箔(0.02g)，sb粉(0.02g)，se粉(0.02g)，cs2co3(0.03g)，c2h7ns(0.06g)放置在厚壁玻璃管中，厚壁玻璃管体积约10ml。

步骤2)玻璃管经过充分混合均匀后加入0.65g吡啶:2,3-二巯基丙醇和0.14g1,4-丁二胺。然后开始在酒精喷灯上封玻璃管。

步骤3)封好的玻璃管(10％填充率)放入反应釜中在185℃下反应8天。

步骤4)自然冷却到室温后，用无水乙醇洗涤产物，得到cs8sb6sn4s4se17(3)的紫色块状晶体。

实施例四

步骤1)将sn箔(0.02g)，sb粉(0.024g)，se粉(0.02g)，cs2co3(0.03g)，c2h7ns(1g)放置在厚壁玻璃管中，厚壁玻璃管体积约10ml。

步骤2)玻璃管经过充分混合均匀后加入0.60g吡啶:2,3-二巯基丙醇和0.18g1,4-丁二胺。然后开始在酒精喷灯上封玻璃管。

步骤3)封好的玻璃管(10％填充率)放入反应釜中在180℃下反应10天。

步骤4)自然冷却到室温后，用无水乙醇洗涤产物，得到cs8sb6sn4s4se17(3)的紫色块状晶体。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种硫属化合物Cs8Sb6Sn4S4Se17及其合成方法，属于硫属化合物制备技术领域。该制备方法使用多元硫醇和多元胺混合溶剂体系中制备出一种Cs8Sb6Sn4S4Se17，由于使用多元硫醇和多元胺混合溶剂体系，阻止金属硫属化物的直接形成而获得多元金属硫属化合物。本发明首次使用多元硫醇和多元胺混合溶剂体系，溶剂热法合成了新型多元金属硫属化物。多元硫醇和多元胺混合溶剂体系的使用会降低合成反应的温度和金属硫属化合物的溶解性，从而更利于获得多元金属硫属化物。

技术研发人员：白音孟和;达力玛
受保护的技术使用者：内蒙古师范大学
技术研发日：2017.08.07
技术公布日：2017.11.03