[發(fā)明專利]三元復(fù)合氟化物ABF3的低溫合成方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810054269.2
• 申請(qǐng)日: 2008-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN101343041A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊秋華;曲建強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B9/08
• 分類號(hào): C01B9/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所
• 代理人: 王麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能材料，特別是涉及三元復(fù)合氟化物ABF₃的低溫合成方法。

背景技術(shù)

三元復(fù)合氟化物ABF₃是一類具有特殊性能的功能材料，具有很多優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)性能，對(duì)這類材料研發(fā)對(duì)開發(fā)新型光電功能材料具有重要的理論意義和適用價(jià)值。

氟化物有多種形式，從最簡(jiǎn)單的AF_n型到較復(fù)雜的A_mB_nF_p型。對(duì)于AF_n型氟化物，到目前為止，最好的晶體生長(zhǎng)方法是熔鹽法，即用熔融狀態(tài)下相應(yīng)的金屬鹽與HF氣體進(jìn)行反應(yīng)。而對(duì)于復(fù)雜的復(fù)合氟化物，通常采用的制備方法有傳統(tǒng)的高溫固相法，熔鹽法，水熱和溶劑熱合成法幾大類。

高溫固相法是將按照化學(xué)計(jì)量比混合均勻的固態(tài)氟化物AF_m和BF_n作為原料，進(jìn)行脫水后在有惰性氣體(通常是N₂或高純氬氣)的保護(hù)下進(jìn)行高溫灼燒，反應(yīng)若干小時(shí)后將產(chǎn)物研細(xì)制得。但是由于氟化物易揮發(fā)，腐蝕性較強(qiáng)，因此這種制備方法對(duì)于反應(yīng)設(shè)備要求較嚴(yán)苛，采用高溫固相法制成的復(fù)合氟化物通常含氧量較高。

水熱合成是模擬地質(zhì)條件(高溫高壓)下自然界中礦物質(zhì)的晶體生長(zhǎng)。水熱反應(yīng)和傳統(tǒng)的晶體生長(zhǎng)法(如高溫固相法、熔鹽法)相比較而言，在不同條件下，能夠產(chǎn)生許多不同的晶相。這一特點(diǎn)是由于水熱條件下反應(yīng)體系的組成(礦化劑，水)不同，反應(yīng)溫度和壓力不同使得反應(yīng)過程中動(dòng)力學(xué)上的差異所決定的。

進(jìn)入九十年代后期，人們開始嘗試更低溫度下復(fù)合氟化物的水熱合成一中溫水熱合成。與高溫固相合成法比較，中溫水熱法大大降低了反應(yīng)溫度，與高溫水熱相比較，中溫水熱在反應(yīng)設(shè)備、安全性及反應(yīng)溫度等方面都體現(xiàn)出較大的優(yōu)越性。

為了探尋低含氧量復(fù)合氟化物的合成方法，人們還研究了溶劑熱法合成系列鈣鈦礦型復(fù)合氟化物。通常采用有機(jī)溶劑(如無(wú)水乙醇、乙二醇等)，將原料氟化物混合后，在抗腐蝕密封體系中反應(yīng)制得。反應(yīng)時(shí)間一般較長(zhǎng)，在24h以上，產(chǎn)物為粉末。

但是，這些方法也僅適用于少量復(fù)合氟化物的制備，因此限制了對(duì)龐大復(fù)合氟化物家族物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的研究，也限制了對(duì)這類功能材料的綜合利用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供三元復(fù)合氟化物ABF₃的低溫合成方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的三元復(fù)合氟化物ABF₃的低溫合成方法，其步驟如下：

1)將氟化物AF和BF₂固體充分混合研細(xì)后，室溫下加入到溶劑中，于溶劑沸點(diǎn)溫度下回流4-8小時(shí)室溫下冷卻、靜置；

2)將混合液進(jìn)行常壓過濾，與溶劑分離后用蒸餾水洗滌，再用少量無(wú)水乙醇洗滌至顆粒分散后干燥，即得產(chǎn)物。

上述的可以BF₂選用BCl₂或B(NO₃)₂代替。

所述的氟化物ABF₃中的A為L(zhǎng)i⁺、K⁺、Na⁺、或NH₄⁺。

所述的氟化物ABF₃中的B為Ca²⁺、Mg²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Mn²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺或Zn²⁺。

本發(fā)明的有益效果是：以溶劑回流法合成復(fù)合氟化物ABF₃，工藝簡(jiǎn)單，對(duì)儀器設(shè)備的腐蝕性小，不產(chǎn)生HF氣體，可以直接以市售商品為起始原料合成目標(biāo)產(chǎn)物，并且該方法適合多種復(fù)合氟化物的合成，所合成的產(chǎn)物具有單一的晶體結(jié)構(gòu)。

附圖說明

圖1：本發(fā)明實(shí)施例1KCaF₃的XRD圖；

圖2：本發(fā)明實(shí)施例1KCaF₃的TEM圖；

圖3：本發(fā)明實(shí)施例2NH₄MnF₃的XRD圖；

圖4：本發(fā)明實(shí)施例2NH₄MnF₃的TEM圖；

圖5：本發(fā)明實(shí)施例3NaZnF₃的XRD圖；