新型過渡金屬磷酸鹽鹵化物的合成與表征.pdf

1、隨著含氟磷酸鐵鋰在二次鋰離子電池正極材料中的應(yīng)用，含氟聚陰離子型化合物受到了人們的關(guān)注，但是在合成化學(xué)上多個陰離子基團的引入存在一定的難度，使得含氟或鹵素磷酸鹽化合物的數(shù)目并不多，結(jié)構(gòu)化學(xué)亟待豐富。同時多陰離子基團與過渡金屬元素之間的協(xié)同作用規(guī)律性也有待進一步探索。因此本文旨在以含氟、含氯和含氟氯的過渡金屬磷酸鹽為研究對象，利用氯化物鹽類自帶的結(jié)晶水而盡可能少加水或不加水的水熱法，探索合成新晶體，進一步豐富該類化合物的結(jié)構(gòu)化學(xué)，探討氟和

2、氯在晶體結(jié)構(gòu)中的作用，并研究其熱穩(wěn)定性或磁性等方面的性質(zhì)。主要結(jié)果如下:
　　(1)采用相同反應(yīng)物卻不同加水量的改進水熱法合成出了含三價錳MnⅢ的氟氯多陰離子磷酸鹽化合物BaMnPO4FCl和罕見的含氟鋇錳磷酸鹽BaMnPO4F2，并對兩個化合物的晶體結(jié)構(gòu)、紅外、熱穩(wěn)定性、磁性和Mn的化合價等進行了表征。加水量影響了兩個化合物的合成。大半徑Cl元素的引入使得BaMnPO4F2中的八面體鏈斷裂成BaMnPO4FCl中的島狀八面體。[

3、PO4]基團的變形程度影響了化合物的分子振動模式。熱分析殘留的6mg左右的粉末，也可用于粉末XRD晶體結(jié)構(gòu)的測定。不同結(jié)構(gòu)的兩個化合物磁性也有差異。
　　(2)采用改進的水熱法合成出了兩個含[CuO4Cl]五聚體的銅磷酸鹽氯化物L(fēng)i3Cu5(PO4)4Cl·4.24H2O和BaCu4.5H2(PO4)4Cl及一個含孤立[CuO4F]的銅磷酸鹽氟化物BaCuPO4F，并對三個化合物的晶體結(jié)構(gòu)、紅外和熱穩(wěn)定性等進行了表征，探討了BaC

4、u4.5H2(PO4)4Cl化合物的磁性和紫外可見光的吸收。兩個氯化物結(jié)構(gòu)類似但有差異，Cl原子的連接方式十分罕見。熱分析結(jié)果顯示兩個化合物中氯的分解溫度不同。BaCuPO4F與BaMnⅡ[PO4]F的晶體結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。
　　(3)采用水熱法合成出了含二價鈷CoⅡ的磷酸鹽氟化物L(fēng)i2Na2Co3(P2O7)2F2，并對該化合物的晶體結(jié)構(gòu)和紅外進行了表征，研究了該化合物的紫外可見的光吸收。F原子剪切了該晶體結(jié)構(gòu)的維度。在含水體系中