【摘 要】
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羟基氯化物种类繁多,大多以M2（OH）3Cl和M（OH）Cl的形式存在。两者在组成和结构上存在较大的差异,同时均具有独特的结构特征和性质,可以作为反铁磁性材料和范德瓦尔斯材料,也可以应用于气敏、光催化和太阳能电池等领域。因此,对羟基氯化物开展广泛而深入的研究具有十分重要的意义。压力作为一种独立于温度和化学组分之外的热力学参量,能够有效缩短物质内部原子间的距离,调节电子自旋,进而改变材料的晶体结构、
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羟基氯化物种类繁多,大多以M2（OH）3Cl和M（OH）Cl的形式存在。两者在组成和结构上存在较大的差异,同时均具有独特的结构特征和性质,可以作为反铁磁性材料和范德瓦尔斯材料,也可以应用于气敏、光催化和太阳能电池等领域。因此,对羟基氯化物开展广泛而深入的研究具有十分重要的意义。压力作为一种独立于温度和化学组分之外的热力学参量,能够有效缩短物质内部原子间的距离,调节电子自旋,进而改变材料的晶体结构、原子间的相互作用以及电子结构,甚至形成高压新相。因此,高压研究有可能为深入认识羟基氯化物材料的结构、性质及其变化规律提供一种新的途径。本研究采用两种方法,分别合成出了高纯度和高结晶度,且具有特殊形貌的羟基氯化铜及羟基氯化锌材料,并对其结构及物性进行了表征与分析。主要研究结果有以下三个方面:（1）采用水热合成法,制备出羟基氯化铜晶体clinoatacamite（γ-Cu2（OH）3Cl）。通过粉末X射线衍射、理论模拟及精修确认了制备的样品属于单斜晶系,空间群为P21/n（14）。通过SEM和TEM观察发现其形貌为微米级的八面体。讨论了clinoatacamite结构中的笼目晶格和三聚氢键,并利用拉曼散射光谱、红外吸收光谱和紫外-可见吸收光谱对其光学性质进行了表征、分析和研究。通过磁性测试发现γ-Cu2（OH）3Cl在TN=6.1 K发生反铁磁相变,低温下呈现类自旋玻璃态。（2）利用固相-固相合成法,制备出羟基氯化锌晶体（Zn（OH）Cl）,通过粉末X射线衍射研究确认制备的样品为正交晶系的晶体,空间群为Pcab（61）。通过SEM和TEM进行观察,发现样品的形貌为厚度约为30 nm的形状不规则的薄纳米片。讨论了Zn（OH）Cl晶体的二维层状结构及其层间氢键,并利用红外吸收光谱、拉曼散射光谱、紫外-可见吸收光谱对样品的光学性质进行表征,研究了其成键情况和光学带隙等信息。（3）利用原位高压同步辐射X射线衍射技术,研究了γ-Cu2（OH）3Cl在高压下的压缩行为。进行了高压拉曼散射光谱测试,分析了拉曼振动模式随压力变化的现象。发现样品在高压下发生了等结构相变,氢键的强度和构型发生改变,在姜-泰勒效应和压力的协同作用下,晶体结构中的Cu原子发生笼目层内和层间的位置交换。
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