新法合成過渡金屬磷酸鹽發(fā)光材料及其性能研究.pdf

1、過渡金屬磷酸鹽是一種新型微孔功能材料，在離子交換、吸附分離、離子電導(dǎo)和多相催化等方面都具有潛在的應(yīng)用性能，因此合成過渡金屬磷酸鹽微孔材料具有極其重要的意義。本文的主要工作如下：
　　 1.本文以LiH2PO4·H2O、ZnSO4·7H2O、MnSO4·H2O及Na2CO3為原料，經(jīng)低熱固相法合成了LiZn0.9PO4：Mn0.1·H2O，并通過X-射線衍射(XRD)、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、熱

2、重-微商熱重(TG-DTG)等手段對合成產(chǎn)物及其熱解產(chǎn)物進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明合成產(chǎn)物為正交晶系的LiZn0.9PO4：Mn0.1·H2O，將其在600℃煅燒后得到單斜晶系的LiZn0.9PO4：Mn0.1，它是一種黃綠色熒光體。采用TG-DTG分析研究了LiZn0.9PO4：Mn0.1·H2O的熱分解動(dòng)力學(xué)，其中用等轉(zhuǎn)化率迭代法計(jì)算出了LiZn0.9PO4：Mn0.1·H2O熱分解過程的表觀活化能Eα約為90.3 kJ·mol-1；

3、產(chǎn)物的脫水過程為一步反應(yīng)機(jī)理，并用多速率等溫法確定了其熱分解最佳機(jī)理函數(shù)g(α)=-ln(1-α)，屬隨機(jī)成核及隨后生長機(jī)理。且在Eα和g(α)的基礎(chǔ)上計(jì)算出了LiZn0.9PO4：Mn0.1·H2O脫水過程的指前因子A及熱力學(xué)函數(shù)(△S≠，△H≠，△G≠)。
　　 2.以K3PO4·3H2O、K2HPO4·3H2O及ZnSO4·7H2O為原料，經(jīng)低熱固相法在80℃下合成了正交晶系的KZn2(PO4)(HPO4)。KZn2(PO

4、4)(HPO4)的熱分解為一步反應(yīng)，即磷酸鹽基團(tuán)分子內(nèi)脫水形成Zn2P2O7。用等轉(zhuǎn)化率迭代法計(jì)算出的產(chǎn)物熱分解過程的活化能Eα為411.5±14.4 kJ·mol-1，用多速率等溫法確定了其熱分解最佳機(jī)理函數(shù)g(α)=1-(1-α)1/3。通過將每個(gè)升溫速率下的實(shí)驗(yàn)測定值與模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比而驗(yàn)證了所確定的最佳機(jī)理函數(shù)的合理性，結(jié)果表明所選機(jī)理函數(shù)是正確的。最后計(jì)算出了KZn2(PO4)(HPO4)熱分解的指前因子A及熱力學(xué)函數(shù)(△

5、S≠，△H≠，△G≠)。
　　 3.以(NH4)3PO4·3H2O、CoCl2·6H2O和ZnSO4·7H2O為原料，經(jīng)低熱固相法合成了NH4Co0.9Zn0.1PO4·H2O。根據(jù)等轉(zhuǎn)化率迭代法，計(jì)算出的NH4Co0.9Zn0.1PO4·H2O熱分解第一步(脫水)、第二步(脫氨)、第三步(結(jié)晶)過程的活化能分別為92.4±4.4、138.7±6.5、286.3±152.2 kJ·mol-1，表明第一、二步屬單一反應(yīng)機(jī)理，第三步

6、屬復(fù)雜反應(yīng)機(jī)理。采用多速率等溫法確定了第一、二步熱分解的最佳機(jī)理函數(shù)g(α)及指前因子A、熱力學(xué)函數(shù)(△S≠，△H≠，△G≠)的值，并通過將每一升溫速率下的實(shí)驗(yàn)值與模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比而驗(yàn)證了所確定的最佳機(jī)理函數(shù)的合理性。
　　 4.以La(NO3)3、(NH4)3PO4·3H2O、Ce2(SO4)3·8H2O、TbCl3為原料，經(jīng)低熱固相反應(yīng)合成了前軀體LaPO4：Ce·0.5H2O和LaPO4：Ce，Tb-0.5H2O，采用