【摘 要】
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过渡金属磷酸盐因其丰富的结构化学特性，及其在离子吸附、催化、离子交换和离子导体等众多领域所具有的实际或潜在的广泛应用价值，使之成为材料科学和化学等众多领域的研究热点
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过渡金属磷酸盐因其丰富的结构化学特性，及其在离子吸附、催化、离子交换和离子导体等众多领域所具有的实际或潜在的广泛应用价值，使之成为材料科学和化学等众多领域的研究热点之一。 本文旨在探索合成新型过渡金属磷酸盐，并对其成分和结构进行表征。本文采用水热法、固相法等合成方法，合成了三种新化合物和一种锂离子电池正极材料，并通过粉末和单晶X射线衍射技术确定了新化合物的晶体结构，扫描电子显微镜观察了化合物的晶体形貌，热重分析法和差热分析法分析了其热稳定性，傅里叶红外光谱仪测定了化合物的官能团。此外，本文还分析探讨了合成体系中水的用量对[PO4]结构单元之间连接方式的影响以及一种可用作锂离子电池正极材料的过渡金属磷酸盐的合成与表征。 1、在Ba-Fe-P-O体系中，通过优化水热合成条件，合成出了三种新的钡铁磷酸盐化合物:Ba2Fe2[H(PO3OH)2][H(P2O7)2]（化合物1），Ba2Fe[H(P2O7)2]（化合物2）和β-BaFe2(P2O7)2（化合物3）。利用X射线单晶衍射技术和粉末精修Rietveld法解析了它们的晶体结构，并确定化合物1具有新晶体结构类型。同时研究了新化合物的热稳定性、高温产物、红外光谱和低温磁性;此外，结合化合物Ba(H2O)Fe2[PO3(OH)]4，Ba2Fe3[H(PO4)2](P2O7)2和Ba3Fe2(HPO4)6的合成方法和结构特征，系统地讨论了水热合成中水的用量在结构组装中所起的作用，找到了一种可调控产物晶体结构的水热合成方法。 2、通过改进水热法建立了一种多氟少水的合成方法，克服了传统高温固相法产物不纯和合成条件复杂等不足，合成出了高纯度的锂离子电池正极材料Cu2(PO4)F。利用粉末精修Rietveld法确定了其结构，并首次研究了Cu2(PO4)F材料的热稳定性、红外光谱及电化学可逆充放电性能，得到接近理论值的比容量和较好的可逆循环性能，展现了材料良好的电化学性能和应用前景。
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