题目：利用水热法和熔融法制备钍基功能材料及其结构和性能研究

近几年来，核能在包括我国在内的能源需求大国中飞速发展，其中钍化学性质的基础研究是核能发展的重要组成部分。目前对钍的基础配位化学研究，其制备方法比较单一，主要是水热合成法，且对于制备条件、方法、所用配体与生成物功能之间的关系研究有待进一步深入和完善。因此，开展钍的基础配位化学研究对探究其作为核废料化学储放形式的适用性和发展新型钍基功能材料具有重要的理论指导意义和应用价值。

本文以有机酸（甲基磺酸和1, 3, 5-均苯三甲酸）和无机酸（高碘酸）为研究对象，采用水热合成法和熔融法制备了硫酸钍的氟化物、碘酸盐和均苯三甲酸MOF（钍金属-有机骨架），对它们进行了X射线单晶衍射，吸收光谱，荧光光谱，EDS，X射线粉末衍射等表征，并研究了其化学稳定性和发光性能，具体研究内容如下：

（1）利用水热合成法制备了ThF2(SO4)(H2O) (ThF-1)，研究了其吸收光谱和荧光光谱随温度的变化情况。并同样利用水热法制备出Th4(SO4)7(OH)2(H2O)6·2H2O (Th-1)，做同样的对比试验来探究不同的配位形式对光谱的影响。首先，分析吸收光谱可知，ThF-1和Th-1都在320 nm出有一个强吸收峰，且随着温度变化其吸收强度有相同的变化趋势，在77 K~180 K，吸收强度都随着温度的升高而减弱。而在210 K~300 K，吸收强度都随着温度的升高而增强。用365 nm波长的激发光对ThF-1和Th-1进行激发得到相应的荧光光谱，研究发现，ThF-1在77K~120K，荧光强度随着温度的升高而增强，在150 K~300 K，荧光强度随着温度的升高而减弱，在150 K其荧光强度最大。但是Th-1在77 K~300 K，其荧光强度就是随着温度的升高而减弱。初步推断这种差别来自ThF-1和Th-1微观配位环境的差异。

（2）利用高碘酸熔融法制备了三种钍的碘酸盐晶体和两种铀的碘酸盐晶体，通过对X射线单晶衍射得到晶体结构进行分析，发现在此合成条件下，钍和铀能够形成多种配位形式，表现出结构的复杂多样性。同时，此方法能够在较低的温度制备出致密的锕系元素碘酸盐，实现了与核废料中主要放射性阴离子碘酸根的共固化，为核乏燃料的后处理和储放提供了基础。

（3）利用水热合成法制备了钍的均苯三酸MOF (Th-BTC)，研究了其热稳定性、辐照稳定性和荧光光谱性质。其中，通过热重曲线和变温XRD可知其能够在600 °C的高温下稳定存在，是目前已知最稳定的MOF；在pH=0~14范围内的水溶液中均能稳定存在；且在200 KGy辐射剂量的γ射线照射后，晶型保持不变。在室温条件下，用365 nm波长的激发光对Th-BTC进行激发，可以观察其最佳发射峰位于λ＝440 nm(蓝光)处。荧光强度随着温度的降低而增强且出现一定程度的红移。