[发明专利]一种具有大孔洞开放框架结构的金属磷卤化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属磷卤化合物，尤其涉及一种具有大孔洞开放框架结构 的金属磷卤化合物及其制备方法。

背景技术

由于磷族元素具有多样的配位方式使得其化合物具有丰富的结构类型以及 多样的物理与化学性能。目前有许多三元金属磷卤化合物被合成和报道，但其 四元化合物相对较少，因此将更多元素引入该化合物体系中，可能可以获得一 些具有新颖结构特点的金属磷卤化物。另外，研究表明金属元素与磷族元素利 于形成具有大孔洞的开放框架结构的化合物，这将作为多孔材料而广泛应用于 分子吸附和催化等领域。因此当前该领域的研究是个热点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有大孔洞开放框架结构的金属磷卤化合物 及其制备方法，该方法合成方法简单，易操作、原料来源充足、生产成本低廉、 化合物合成的产率较高，纯度也很高以及重复性好，使得其适合扩大化生产的 要求。

本发明是这样来实现的，其特征是目标化合物为具有大孔洞开放框架结 构的金属磷卤化合物，其化学式为[Hg₄As₂](InBr_3.5As_0.5)，六方晶系，空间群为 P₆₃/mmc，晶胞参数为a＝7.0～8.0b＝7.0～8.0c＝12.0～13.0α＝89～ 91°，β＝89～91°γ＝119～121°，Z＝2。

一种具有大孔洞开放框架结构的金属磷卤化合物的制备方法为：将Hg、 HgBr₂、As和In按照2.5∶2∶2.5∶1的摩尔比例进行混合，然后压片装入密闭 的真空玻璃管加热，以40～50℃/h的速率升温至300-900℃，恒温72-144 小时，再以2～6℃/h的速率降温至50℃，最后关掉电源，取出玻璃管，可 得到片状红褐色微晶的目标化合物具有大孔洞开放框架结构的金属磷卤化合 物，产率为80-90％。

本发明所述的具有大孔洞开放框架结构的金属磷卤化合物，其特征是开放 框架的孔洞最大为0.12纳米，可作为良好的潜在多孔材料。

本发明具体反应式为：

2.5Hg+2HgBr₂+2.5As+In→[Hg₄As₂](InBr_3.5As_0.5)+0.25Hg₂Br₂

本发明的优点是：1、本发明的金属磷卤化合物具有大孔洞的开放框架结 构，其最大孔洞为0.12纳米，可作为良好的潜在多孔材料；2、本发明的化合 物的热稳定性较好，其热分解温度为278℃；3、合成方法简单，易操作、原料 来源充足、生产成本低廉、化合物合成的产率较高，纯度也很高以及重复性好， 使得其适合扩大化生产的要求。

附图说明

图1为本发明化合物的晶体结构图。

图2为本发明化合物的紫外-可见漫反射光谱图。

具体实施方式

本发明的化合物[Hg₄As₂](InBr_3.5As_0.5)的合成：

[Hg₄As₂](InBr_3.5As_0.5)是采用中高温固相合成法得到的，具体反应式为：

2.5Hg+2HgBr₂+2.5As+In→[Hg₄As₂](InBr_3.5As_0.5)+0.25Hg₂Br₂

具体操作步骤为：

将Hg、HgBr₂、As和In按照2.5∶2∶2.5∶1的摩尔比例进行混合，然后 压片装入密闭的真空玻璃管加热，以40～50℃/h的速率升温至300-900℃， 恒温72-144小时，再以2～6℃/h的速率降温至50℃，最后关掉电源。取出 玻璃管，可得到片状红褐色微晶的目标化合物，产率为80-90％。经单晶衍射 仪和元素分析测试表明该晶体为目标化合物。

如图1、图2所示，本发明的化合物的晶体结构参数为：a＝7.0～8.0b ＝7.0～8.0c＝12.0～13.0α＝89～91°，β＝89～91°，γ＝119～121°，Z＝ 2。经过晶体结构分析表明，该化合物具有大孔洞的开放框架结构，其最大孔 洞为0.12纳米。另外，化合物的热稳定性测试表明其热分解温度为278℃，因 此可以作为良好的潜在的多孔材料。