作者:刘霞 来源:科技日报 发布时间:2022/12/19 10:42:40
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全新氮磷化合物在高压下合成

 

科技日报讯 (记者刘霞)德国拜罗伊特大学主导的国际科研团队在最近一期《欧洲化学杂志》上发表论文指出,他们在高压下合成出多种全新的氮磷化合物,其中包含全新的结构单元。这些最新成果展示了高压氮化学研究的巨大潜力,也有望催生用于日常生活的可回收材料。

非金属氮化物是由氮和非金属元素通过共价键连接生成的化合物,由于拥有很多有趣的特性,它们日益成为材料研究领域的“香饽饽”。

在本研究中,科学家们分别在72千兆帕和134千兆帕的高压下,成功合成出两种全新氮磷化合物:多晶型δ-P_3N_5和PN_2,这两者都属于超不可压缩材料。

研究团队通过同步X射线衍射分析密度泛函理论计算发现,这两种氮磷化合物拥有极端强度的关键原因在于,其晶体结构由密集的PN_6正八面体(其中1个磷原子被6个氮原子包围)网络组成,这也是科学家首次证实PN_6正八面体结构。

当压力下降时,多晶型δ-P_3N_5会转化为另一种全新的氮磷化合物:在7千兆帕压力下,多晶型α′-P_3N_5形成,这是一种在正常条件下保持稳定的新型固体材料。这种氮磷化合物的晶体结构也不寻常,由PN4四面体(其中1个磷原子位于金字塔形结构单元的中心,四角各由1个氮原子占据)组成。与目前众所周知的多晶型α-P_3N_5相比,α′-P_3N_5的密度更高,在工程领域的应用潜能也更大。

研究人员表示,最新研究表明,科学家们可通过高压研制出拥有有趣特性的新型氮化合物,他们将进一步探索这些新材料的潜在应用,并在高温、高压下对非金属氮化物开展更多研究,以极大地扩展对氮化学的理解。最新研究也有望催生用于日常生活的可回收材料。

 
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