[发明专利]氟化硫酸钒A2

说明书

本发明公开了一种氟化硫酸钒Asubgt;2/subgt;V(SOsubgt;4/subgt;)Fsubgt;3/subgt;晶体及其制备方法与应用。具体是通过水热氧化还原反应制备了三种新的碱金属氟化钒硫酸盐Asubgt;2/subgt;V(SOsubgt;4/subgt;)Fsubgt;3/subgt;(A＝K，Rb，Cs)，其结构包含由trans‑VFsubgt;4/subgt;Osubgt;2/subgt;八面体组成的一维柱状结构，且所有的氧顶点以μsubgt;2/subgt;桥氧方式上下连接SOsubgt;4/subgt;四面体。Asubgt;2/subgt;V(SOsubgt;4/subgt;)Fsubgt;3/subgt;(A＝K，Rb，Cs)形成具有不同类型V‑F‑V桥的Vsupgt;3+/supgt;自旋链，表现出倾斜的反铁磁行为，可以用于信息存储领域。

技术领域

本发明属于材料科学技术领域，具体涉及氟化硫酸钒A₂V(SO₄)F₃晶体及其制备方法与应用。

背景技术

氟氧钒表现出丰富的化学性质，与形成各种基本构建单元(BBU)的不同配位环境相关，即氟氧基V_xO_yF_z，其中钒的氧化态范围为+2至+5。众所周知，有机和无机还原剂都能有效地还原水溶液中的钒。例如，在V(IV)化合物的情况下，使用乙二醇、草酸、或溴离子作为还原剂，都可以在水热中合成碱金属氟氧钒酸盐。

过渡金属氟硫酸盐是由包含金属中心的多面体单元和四面体氧代多面体的连接而形成的无机材料，它具有各种潜在的和实际的应用价值，其中包括催化剂、离子交换器和气体储存/吸附介质，这些应用价值源于它们的结构和组成。因其特有的性质使得过渡金属氟硫酸盐在电池，光学和磁学领域备受人们的关注。就电池正极材料而言，已表明将氟化物包含在聚阴离子框架中可通过感应效应增加电池电势，从而增加电池容量，同时氟化物的掺入还可以通过减少沿传导通道的静电相互作用来增强阳离子迁移率。因此，电化学学家对用于电池材料表征的这种类型的新材料有相当大的需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种氟化硫酸钒A₂V(SO₄)F₃晶体及其制备方法与应用，所得氟化钒硫酸盐A₂V(SO₄)F₃晶体具有物理化学性能稳定、易于加工和保存的优点，另外，本发明所采用的试剂及原料对人体毒性较小，生产周期短，成本低，具有良好的应用前景。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

氟化硫酸钒A₂V(SO₄)F₃晶体，其特征在于，所述氟化硫酸钒A₂V(SO₄)F₃晶体的结构为其中A为K，Rb，或Cs中一种，在室温下，氟化硫酸钒A₂V(SO₄)F₃(A＝K，Rb，Cs)晶体在正交晶系中结晶，中心对称空间群为Pbcn，包含由trans-VF4O2八面体组成的一维柱状结构，且所有的氧顶点以μ₂桥氧方式上下连接SO₄四面体。