[發(fā)明專利]一種單斜晶系晶型物及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011230950.5
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN114438592B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于振海;劉曉磊;郭艷峰
• 申請（專利權(quán)）人: 上海科技大學(xué)
• 主分類號: C30B29/10
• 分類號: C30B29/10;C30B1/12;C30B1/02
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 沈攀攀;許亦琳

本發(fā)明涉及新材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種單斜晶系晶型物及其制備方法。所述單斜晶系晶型物的分子式為MoP₂；所述單斜晶系晶型物包括如下晶胞參數(shù)α＝90°，β＝119.192±0.006°，γ＝90°，所述晶型空間群為C2/m，所述晶系屬于單斜晶系。本發(fā)明利用高溫高壓條件，可以克服紅磷蒸氣壓高容易引起石英管爆管的限制，從而制備出底心單斜結(jié)構(gòu)的MoP₂單晶，該晶體結(jié)晶質(zhì)量好，經(jīng)單晶X射線衍射證實(shí)為單相，單晶X射線衍射的結(jié)果表明單晶內(nèi)無雜質(zhì)及欒晶。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種單斜晶系晶型物及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，由于金屬富磷化合物TPn(T為金屬，n的數(shù)值有2、2.5、3和4等)具有豐富的晶體結(jié)構(gòu)類型和新奇的物理化學(xué)性質(zhì)，引起了科研人員的廣泛研究興趣。TP₂為金屬富磷化合物中的一個(gè)重要體系。在化學(xué)元素周期表中，Cr，Mo和W屬于同一個(gè)主族，這三種金屬元素均可以與紅磷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成CrP₂，MoP₂和WP₂。目前，文獻(xiàn)報(bào)道的這三種化合物的晶體結(jié)構(gòu)分別為：CrP₂具有底心單斜結(jié)構(gòu)(空間群為：C2/m)、MoP₂具有底心正交結(jié)構(gòu)(空間群：Cmc2₁)。而WP₂則因制備溫度的不同而具有兩種不同的晶體結(jié)構(gòu)(底心正交結(jié)構(gòu)(空間群：Cmc2₁)和底心單斜結(jié)構(gòu)(空間群為：C2/m))。Cr，Mo和W屬于同一個(gè)主族，具有非常類似的外層電子結(jié)構(gòu)。WP₂具有晶體多形性(即同一個(gè)化學(xué)成分而具有不同的晶體結(jié)構(gòu))。那么與WP₂同一個(gè)主族的等電子化合物MoP₂是否也具有晶體多型性呢？目前上述CrP₂，MoP₂和WP₂晶體都是用助熔劑方法在高溫爐(井式爐、箱式爐等)內(nèi)生長的，樣品合成的壓力為常壓。文獻(xiàn)已經(jīng)報(bào)道的Mo-P二元相圖中，Mo與P化學(xué)配比1:2的MoP₂只有底心正交結(jié)構(gòu)，而具有底心單斜結(jié)構(gòu)的MoP₂未見報(bào)道。目前未能克服的難題是，實(shí)驗(yàn)室常見的高溫爐無法為樣品反應(yīng)物提供一個(gè)高壓(例如5GPa，約5萬個(gè)大氣壓)的環(huán)境，通過常壓高溫的制備方法只能制備出MoP₂的底心正交相。

另外，由于紅磷的熔點(diǎn)很低(590攝氏度)，而Cr，Mo和W的熔點(diǎn)很高，分別為1907攝氏度，2623攝氏度和3422攝氏度。在合成金屬富磷化合物時(shí)，紅磷與金屬元素的熔點(diǎn)存在較大的溫度差異，因此，必須在放入大量助熔劑(例如Sn)的前提下緩慢升溫以防止石英管爆管，導(dǎo)致常壓固相方法制備樣品速度很慢(半個(gè)月以上)。另外一點(diǎn)，也是最重要的一點(diǎn)，紅磷的蒸氣壓很高(590攝氏度時(shí)為4357千帕，約為41個(gè)大氣壓)，當(dāng)用常規(guī)方法合成金屬富磷化合物時(shí)，高溫下存在石英管爆管的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種單斜晶系晶型物及其制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明的一方面提供一種單斜晶系晶型物，所述單斜晶系晶型物的分子式為MoP₂；所述單斜晶系晶型物包括如下晶胞參數(shù)α＝90°，β＝119.192±0.006°，γ＝90°，所述晶型空間群為C2/m，所述晶系屬于單斜晶系。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述單斜晶系晶型物中，Mo處于八配位場中，每個(gè)Mo原子分別與8個(gè)P原子配位。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述單斜晶系晶型物為帶有金屬光澤的黑色晶體。

本發(fā)明另一方面提供本發(fā)明所述的單斜晶系晶型物的制備方法，所述方法包括如下步驟：

1)將單質(zhì)鉬與紅磷進(jìn)行壓片后包裹六方氮化硼制備獲得包裹體；