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      全新氮磷化合物在高壓下合成

      A-A+日期:2022-12-22來源:科技日報    

      德國拜羅伊特大學(xué)主導(dǎo)的國際科研團(tuán)隊在最近一期《歐洲化學(xué)雜志》上發(fā)表論文指出,他們在高壓下合成出多種全新的氮磷化合物,其中包含全新的結(jié)構(gòu)單元。這些最新成果展示了高壓氮化學(xué)研究的巨大潛力,也有望催生用于日常生活的可回收材料。

      非金屬氮化物是由氮和非金屬元素通過共價鍵連接生成的化合物,由于擁有很多有趣的特性,它們?nèi)找娉蔀椴牧涎芯款I(lǐng)域的“香餑餑”。

      在本研究中,科學(xué)家們分別在72千兆帕和134千兆帕的高壓下,成功合成出兩種全新氮磷化合物:多晶型δ-P_3N_5和PN_2,這兩者都屬于超不可壓縮材料。

      研究團(tuán)隊通過同步X射線衍射分析密度泛函理論計算發(fā)現(xiàn),這兩種氮磷化合物擁有極端強(qiáng)度的關(guān)鍵原因在于,其晶體結(jié)構(gòu)由密集的PN_6正八面體(其中1個磷原子被6個氮原子包圍)網(wǎng)絡(luò)組成,這也是科學(xué)家首次證實PN_6正八面體結(jié)構(gòu)。

      當(dāng)壓力下降時,多晶型δ-P_3N_5會轉(zhuǎn)化為另一種全新的氮磷化合物:在7千兆帕壓力下,多晶型α′-P_3N_5形成,這是一種在正常條件下保持穩(wěn)定的新型固體材料。這種氮磷化合物的晶體結(jié)構(gòu)也不尋常,由PN4四面體(其中1個磷原子位于金字塔形結(jié)構(gòu)單元的中心,四角各由1個氮原子占據(jù))組成。與目前眾所周知的多晶型α-P_3N_5相比,α′-P_3N_5的密度更高,在工程領(lǐng)域的應(yīng)用潛能也更大。

      研究人員表示,最新研究表明,科學(xué)家們可通過高壓研制出擁有有趣特性的新型氮化合物,他們將進(jìn)一步探索這些新材料的潛在應(yīng)用,并在高溫、高壓下對非金屬氮化物開展更多研究,以極大地擴(kuò)展對氮化學(xué)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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