论文摘要
过渡金属磷酸盐是一种新型微孔功能材料,在离子交换、吸附分离、离子电导和多相催化等方面都具有潜在的应用性能,因此合成过渡金属磷酸盐微孔材料具有极其重要的意义。本文的主要工作如下：1.本文以LiH2PO4·H2O、ZnSO4·7H2O、MnSO4·H2O及Na2CO3为原料,经低热固相法合成了LiZn0.9PO4:Mn0.1·H2O,并通过X-射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）.扫描电子显微镜（SEM）、热重-微商热重（TG-DTG）等手段对合成产物及其热解产物进行了表征。实验结果表明合成产物为正交晶系的LiZn0.9PO4:Mn0.1·H2O,将其在600℃煅烧后得到单斜晶系的LiZn0.9PO4:Mn0.1,它是一种黄绿色荧光体。采用TG-DTG分析研究了LiZn0.9PO4:Mn0.1·H2O的热分解动力学,其中用等转化率迭代法计算出了LiZn0.9PO4:Mn0.1·H2O热分解过程的表观活化能Eα约为90.3kJ·mol-1;产物的脱水过程为一步反应机理,并用多速率等温法确定了其热分解最佳机理函数g（a）＝-ln（1-a）,属随机成核及随后生长机理。且在Eα和g（α）的基础上计算出了LiZn0.9PO4:Mn0.1·H2O脱水过程的指前因子A及热力学函数（（?）（?）S≠, ΔH≠,ΔG≠）。2.以K3PO4·3H2O、K2HPO4·3H2O及ZnSO4·7H2O为原料,经低热固相法在80℃下合成了正交晶系的KZn2（PO4）（HPO4）。KZn2（PO4）（HPO4）的热分解为一步反应,即磷酸盐基团分子内脱水形成Zn2P2O7。用等转化率迭代法计算出的产物热分解过程的活化能Eα为411.5±14.4kJ·mol-1,用多速率等温法确定了其热分解最佳机理函数g（α）=1-（1-α）1/3。通过将每个升温速率下的实验测定值与模型计算结果进行对比而验证了所确定的最佳机理函数的合理性,结果表明所选机理函数是正确的。最后计算出了KZn2（P04）（HP04）热分解的指前因子A及热力学函数（△S≠,ΔH≠,△G≠）.3.以（NH4）3P04·3H20、CoCl2·6H2O和ZnS04·7H20为原料,经低热固相法合成了NH4Co0.9Zn0.1PO4·H2O。根据等转化率迭代法,计算出的NH4Co0.9Zn0.1PO4·H2O热分解第一步（脱水）、第二步（脱氨）、第三步（结晶）过程的活化能分别为92.4±4.4、138.7±6.5、286.3±152.2kJ·mol-1,表明第一、二步属单一反应机理,第三步属复杂反应机理。采用多速率等温法确定了第一、二步热分解的最佳机理函数g（α）及指前因子A、热力学函数（△S≠,ΔH≠,△G≠）的值,并通过将每一升温速率下的实验值与模型计算结果进行对比而验证了所确定的最佳机理函数的合理性。4.以La（NO3）3、（NH4）3PO4·3H2O、Ce2（SO4）3·8H2O、TbCl3为原料,经低热固相反应合成了前躯体LaPO4:Ce·0.5H2O和LaPO4:Ce,Tb·0.5H2O,采用等转化率迭代法计算出了LaPO4:Ce·0.5H2O及LaPO4:Ce,Tb·0.5H2O热分解过程的活化能Eα。并将产物于700℃煅烧3h后得到具有单斜晶系晶体结构的LaPO4:Ce和LaPO4:Ce,Tb,且其具有较强的荧光性能。
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- [1].正极材料LiCoPO_4的低热固相法合成及表征[J]. 广西大学学报(自然科学版) 2012(03)
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