專利名稱：碘方硼石的固相制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明既屬于無機化學(xué)領(lǐng)域也屬于材料科學(xué)領(lǐng)域，它涉及一類無機功能材料的制備方法。
背景技術(shù)：
碘方硼石，化學(xué)式為M3B7O13I,其中M為+2價過渡金屬或主族金屬陽離子，I為-I價
陰離子。這類碘方硼石具有三方相(R3c)、正交相(Pca2i)和立方相(/互3c)多種空間群結(jié)
構(gòu)，均無對稱中心，因此這類材料往往表現(xiàn)出鐵電特性和二階非線性光學(xué)響應(yīng)；而由于成單d電子的存在，這類材料的大部分表現(xiàn)出強烈的反鐵磁耦合，且發(fā)生低溫反鐵磁轉(zhuǎn)變，也有跡象表明含Ni2+者有弱的鐵磁耦合作用，因此有鐵電和鐵磁共存態(tài)?？傊?，碘方硼石M3B7O13I是一類在電、光、磁方面均具有一定應(yīng)用前景的無極功能材料。 早在1965 年，瑞士科學(xué)家 Hans Schimid 就在雜志 J. Phys. Chem. Solids 上(Vo26,973-988 (1965))報導(dǎo)了一種三坩堝氣象傳輸法制備系列鹵方硼石M3B7O13X, X主要是Br或Cl，極少是I。在隨后的幾十年里，該方法仍然停留在以氯方硼石和溴方硼石為主的制備中，其原因主要是該方法的鹵素來源于二價金屬的鹵化物，即，如果要制備碘方硼石，則需要相應(yīng)的二價金屬的碘化物，而這類金屬碘化物往往空氣不穩(wěn)定、難于保存、價格昂貴，因此造成制備原料難求的困難。這期間也有其它方法如水熱法、熔融法得到發(fā)展，但無一例外不是受到金屬碘化物原料少之又少的限制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的旨在彌補金屬碘化物與+2價金屬氧化物不易得的缺點，利用單質(zhì)硼與碘作用生成的硼碘化物提供反應(yīng)碘源，并充分利用其還原性，使得高于+2價金屬可以被還原為+2價，從而提供一種固相制備方法從易得的原料出發(fā)一步合成碘方硼石M3B7O13I的多晶粉末。具體操作步驟如下a.金屬氧化物、B203、B、I2四種原料按摩爾比Μ:Β:0:1 = 3:7_8:13:1-1. 2混合；b.將混合物置于真空氛圍加熱至300 ° C以上，保溫至少24小時，即可得碘方硼石M3B7O13I的粉體。其中步驟a中所需的四種原料之一金屬氧化物可以是MO、M203、M3O4中任意一種。本發(fā)明所需要的原料金屬氧化物、B203、B、I2均為穩(wěn)定的市售試劑，前期操作均在空氣中進行，而后的反應(yīng)在真空密閉體系中，因此，本發(fā)明提供的制備碘方硼石M3B7O13I的方法具有成本低廉、操作簡單、無毒氣泄漏等優(yōu)點。
附圖為M3B7013I (M = Fe, Co)的實驗與文獻(xiàn)報導(dǎo)的X-射線粉末衍射圖具體實施方式
例II)稱取 Fe2O3 (1.8 mmol )、R2O3 (3. 4 mmoI)> B (1. 6 mmol) - T2 (O. 6 mmol)混合;2)將以上混合物置于真空氛圍中加熱至400 ° C，保溫72小時，即得Fe3B7O13L例2I)稱取 Fe3O4 (1.2 mmol)、B2O3 (3. 6 mmol)> B(2 mmol) - T2 (0. 66 mmol), Fe3O4/B2O3與B/I2分別混合置于兩個容器中；2)將以上兩個容器置于真空氛圍中加熱至400 ° C，保溫72小時，原氧化物混合容器中即為Fe3B7O13L例3I)稱取 Co3O4 (1.2 mmol)、B2O3 (3. 6 mmol)> B(2 mmol) - T2 (0. 66 mmol), Co3O4/B2O3與B/I2分別混合置于兩個容器中；2)將以上兩個容器置于真空氛圍中加熱至400 ° C，保溫72小時，原氧化物混合容器中即為Co3B7013I。例4I)稱取 CoO (3. 6 mmol)、B2O3 (4. O mmol)> B(0. 8 mmol) - T2 (0. 66 mmol), CoO/B2O3與B/I2分別混合置于兩個容器中； 2)將以上兩個容器置于真空氛圍中加熱至400 ° C，保溫72小時，原氧化物混合容器中即為Co3B7013I。
權(quán)利要求
1.一種碘方硼石M3B7O13I的固相制備方法，一步實現(xiàn)多晶粉末的合成，具體操作步驟如下a.金屬氧化物、B203、B、I2四種原料按摩爾比Μ:Β:0:Ι= 3:7_8:13:1-1. 2混合； b.將混合物置于真空氛圍加熱至300° C以上，保溫至少24小時，即可得碘方硼石M3B7O13I的粉體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述步驟a中所所的金屬氧化物選自是MO, M2O3^M3O4 中任意一種。
全文摘要
本發(fā)明提供碘方硼石的固相制備方法。以MO、M2O3、M3O4中任意一種金屬氧化物與B2O3、B、I2混合置于真空氛圍，加熱，恒溫，降至室溫，即可得碘方硼石M3B7O13I的多晶粉體。所述方法具有成本低廉、操作簡單、無毒氣泄漏等優(yōu)點。
文檔編號C01B35/18GK102874827SQ20121037192
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者吳立明, 黃一枝, 王秀麗 申請人:中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所