[发明专利]一种无机磷酸盐及其应用

权利要求书

1.一种无机磷酸盐晶体材料，其中元素铝、钛、氧、磷、氟通过共价键作用形成晶体二维电负性的骨架；

每个三价铝原子和四价钛原子分别与四个氧、两个氟原子形成六配位的八面体，每个铝(钛)氧氟八面体通过共用氧原子与四个磷氧四面体连接，而每个磷氧四面体通过共用氧原子与两个铝(钛)氧氟八面体连接；

铝(钛)氧氟八面体与四个磷氧四面体通过共价键作用连接，沿c轴方向产生了一个六圆环孔道和一个十二圆环孔道；

钠离子位于层间及孔道间，占据六个不同的晶体学位置；

位于层间的Na(5)、Na(6)位置分别有8％、12％的空位度；

其化学组成表达式为：

Na_15-x[Al(PO₄)₂F₂]_3-X[Ti(PO₄)₂F₂]_X

式中：0≤X≤3；

属于P-3空间群，晶胞参数a＝10.448(2)，b＝10.448(2)，c＝6.589(3)，Z＝1。

2.如权利要求1所述的无机磷酸盐晶体材料，具有高的热稳定性，骨架结构可以稳定到780℃。

3.制备权利要求1所述无机磷酸盐晶体材料的方法，使用水热法合成制成，其制备过程如下：

A)将钛的金属盐、铝的金属盐、85％磷酸、氢氟酸、乙二胺、去离子水按照y∶1-3∶10-16∶1-4∶1-3∶20-40的摩尔比混合，搅拌1-3小时形成凝胶；其中0≤y≤3；

B)步骤A的凝胶中用氢氧化钠溶液调整pH至8～8.5；

C)将步骤B的反应物于150-180℃条件下晶化5-7天，得目标产物。

4.如权利要求3所述的方法，其中步骤A中钛的金属盐为硫酸钛或磷酸钛。

5.如权利要求3所述的方法，其中步骤A中铝的金属盐为硝酸铝或磷酸铝。

6.如权利要求3所述的方法，其中步骤B中的氢氧化钠溶液为饱和溶液。

7.如权利要求3所述的方法，其中步骤C得到的目标产物经水洗后，于100-120℃干燥。

8.如权利要求3所述的方法，其中步骤C中的晶化是在带有聚四氟内衬的不锈钢釜内进行。

9.如权利要求1所述的无机磷酸盐晶体材料在固体电解质以及离子交换方面的应用。