[发明专利]三元复合氟化物ABF3的低温合成方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料，特别是涉及三元复合氟化物ABF₃的低温合成方法。

背景技术

三元复合氟化物ABF₃是一类具有特殊性能的功能材料，具有很多优异的光学、电学性能，对这类材料研发对开发新型光电功能材料具有重要的理论意义和适用价值。

氟化物有多种形式，从最简单的AF_n型到较复杂的A_mB_nF_p型。对于AF_n型氟化物，到目前为止，最好的晶体生长方法是熔盐法，即用熔融状态下相应的金属盐与HF气体进行反应。而对于复杂的复合氟化物，通常采用的制备方法有传统的高温固相法，熔盐法，水热和溶剂热合成法几大类。

高温固相法是将按照化学计量比混合均匀的固态氟化物AF_m和BF_n作为原料，进行脱水后在有惰性气体(通常是N₂或高纯氩气)的保护下进行高温灼烧，反应若干小时后将产物研细制得。但是由于氟化物易挥发，腐蚀性较强，因此这种制备方法对于反应设备要求较严苛，采用高温固相法制成的复合氟化物通常含氧量较高。

水热合成是模拟地质条件(高温高压)下自然界中矿物质的晶体生长。水热反应和传统的晶体生长法(如高温固相法、熔盐法)相比较而言，在不同条件下，能够产生许多不同的晶相。这一特点是由于水热条件下反应体系的组成(矿化剂，水)不同，反应温度和压力不同使得反应过程中动力学上的差异所决定的。

进入九十年代后期，人们开始尝试更低温度下复合氟化物的水热合成一中温水热合成。与高温固相合成法比较，中温水热法大大降低了反应温度，与高温水热相比较，中温水热在反应设备、安全性及反应温度等方面都体现出较大的优越性。

为了探寻低含氧量复合氟化物的合成方法，人们还研究了溶剂热法合成系列钙钛矿型复合氟化物。通常采用有机溶剂(如无水乙醇、乙二醇等)，将原料氟化物混合后，在抗腐蚀密封体系中反应制得。反应时间一般较长，在24h以上，产物为粉末。

但是，这些方法也仅适用于少量复合氟化物的制备，因此限制了对庞大复合氟化物家族物理性质和化学性质的研究，也限制了对这类功能材料的综合利用。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供三元复合氟化物ABF₃的低温合成方法。本发明的技术方案如下：

本发明的三元复合氟化物ABF₃的低温合成方法，其步骤如下：

1)将氟化物AF和BF₂固体充分混合研细后，室温下加入到溶剂中，于溶剂沸点温度下回流4-8小时室温下冷却、静置；

2)将混合液进行常压过滤，与溶剂分离后用蒸馏水洗涤，再用少量无水乙醇洗涤至颗粒分散后干燥，即得产物。

上述的可以BF₂选用BCl₂或B(NO₃)₂代替。

所述的氟化物ABF₃中的A为Li⁺、K⁺、Na⁺、或NH₄⁺。

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

本发明的有益效果是：以溶剂回流法合成复合氟化物ABF₃，工艺简单，对仪器设备的腐蚀性小，不产生HF气体，可以直接以市售商品为起始原料合成目标产物，并且该方法适合多种复合氟化物的合成，所合成的产物具有单一的晶体结构。

附图说明

图1：本发明实施例1KCaF₃的XRD图；

图2：本发明实施例1KCaF₃的TEM图；

图3：本发明实施例2NH₄MnF₃的XRD图；

图4：本发明实施例2NH₄MnF₃的TEM图；

图5：本发明实施例3NaZnF₃的XRD图；