新型低氧化態金屬亞磷酸鹽材料的合成、結構與性質鑑定

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研究生：	賴君瑋 Lai, Chun-Wei
論文名稱：	新型低氧化態金屬亞磷酸鹽材料的合成、結構與性質鑑定 Syntheses, Structures and Properties of New Metal Phosphites with Low Oxidation States
指導教授：	王素蘭 Wang, Sue-Lein
口試委員:	鄭建鴻李光華
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 化學系 Department of Chemistry
論文出版年：	2011
畢業學年度：	99
語文別：	中文
論文頁數：	158
中文關鍵詞：	低氧化態金屬
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本論文主要使用硼酸熔融法合成新穎的低氧化態金屬亞磷酸化合物，藉此得到新型的鋰電池陰極材料；有別於一般所使用的固態合成法，我們使用一個溫度較低的硼酸熔融法來合成；此方法相較於一般傳統固態反應法是較簡易且節省能源的。本論文所介紹的五個化合物如下：
Li2[FeII4.8FeIII0.2(HPO3)5.8(BO3)0.2]∙H2O (A1)
(H3O){[FeIIIFeII2(H2O)(H2PO3)(HPO3)4[B(OH)2]} (A2)
K[FeIIIFeII2(HPO3)4] (A3)
Li[MnII1.5(HPO3)2] (A4)
Li2[MnII(HPO3)2] (A5)
此五個化合物皆為金屬亞磷酸化合物，其中A1具有一個以純二價鐵多面體連結而成的12環孔洞隧道，而A2具有在結晶學上獨立位置的硼酸、亞磷酸，是目前第一個硼亞磷酸化合物。A3則具有金屬與亞磷酸連結的10環孔洞。
研究中也發現此系列化合物在加熱至結構瓦解後，會發生氧化現象。本論文也對其氧化現象的過程，及氧化後的產物做深入的探討。其中化合物A1、A4、A5皆有成為鋰電池陰極材料的潛力，而A1也成功應用在鋰電池陰極材料上。

第一章     緒論

       1-1   簡介                                                1-1
      1-2   研究目標                                         1-5
      1-3   鋰電池簡介                                        1-7
1-4   研究成果摘要                                        1-12
1-5   參考文獻                                            1-13

第二章     研究方法

       2-1   硼酸熔融法                                        2-1
            2-1-1 介紹                                    2-1
            2-1-2 反應流程                                2-6
          2-1-3 樣品純化                                   2-7
      2-2   實驗藥品                                         2-8
      2-3   儀器測量簡介                                        2-9
            2-3-1 單晶X光繞射與結構解析（SXRD）        2-10
            2-3-2 粉末X光繞射分析（PXRD）                2-14
            2-3-3 熱重/微差熱分析（TGA/DTA）                2-14
              2-3-4 元素分析(ICP-AES)                            2-15
            2-3-5 X-ray吸收光譜 (XAS)                        2-15      2-4   鋰電池封裝技術                                     2-16
2-5   參考文獻                                            2-21

第三章     低氧化態金屬亞磷酸化合物

3-1   簡介                                                3-1
       3-2   實驗部分                                            3-3
       3-3   單晶結構解析                                      3-7
      3-4   結構與性質測量                                    3-12
            3-4-1 Li2[FeII5(HPO3)6]•H2O (A1)                3-12
            3-4-2 [FeIIIFeII2(H2O)(H5BP5O14(OH)3)]∙H3O (A2)    3-26
            3-4-3 K[FeIIIFeII2(HPO3)4]  (A3)                    3-37
              3-4-4 LiMnII1.5(HPO3)2  (A4)                        3-45
            3-4-5 Li2MnII(HPO3)2  (A5)                        3-48
      3-5   參考文獻                                            3-51

第四章     綜合討論

       4-1   合成討論                                            4-1
       4-2   結構討論                                            4-3
       4-3   性質討論                                         4-5
      4-3-1 熱重分析                              4-5
      4-3-2充放電討論                             4-6
      4-4   參考文獻                                            4-8

第五章     總結                                                5-1
附錄一     晶體結構解析的詳細資料表
附錄二     化合物的粉末X-ray繞射圖比對
附錄三     IUCr 晶體資料檢驗結果
 

                                

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