[发明专利]一种填充型锑基方钴矿化合物及其制备方法

权利要求书

1、一种填充型锑基方钴矿化合物，其特征是具有R_xM₄Sb_12-yD_y的结构式：其中R代表填充原子元素，M代表VIII B族过渡金属元素，D代表掺杂元素，0＜x≤1，0＜y≤2。

2、根据权利要求1所述的填充型锑基方钴矿化合物，其特征是：所述填充原子元素为镧、铈、铕、镱、铊、钕和钡中的至少一种，所述VIII B族过渡金属元素为铁、钴、镍、钌、铑和铱中的至少一种，所述掺杂元素为铋、碲或铅。

3、如权利要求1或2所述的填充型锑基方钴矿化合物的制备方法，其特征是包括以下步骤：

1)、以含有填充原子元素的化合物、含有VIII B族过渡金属元素的化合物、含有锑的化合物和掺杂元素的单质或含有掺杂元素的化合物作为基料，将基料与去离子水或有机溶剂均匀混合后得混合液；将上述混合液放入高压反应釜中，所述去离子水或有机溶剂的用量为高压反应釜容积的50％～90％；

2)、再在高压反应釜内加入还原剂和有机络合剂；密封高压反应釜后在150～300℃的条件下反应10～100小时；反应结束后冷却至室温，得到反应产物；还原剂与基料的摩尔比为3～5∶1，有机络合剂与基料的摩尔比为0～1∶1；

3)、选用反应产物中的固体产物并用去离子水和乙醇交替进行洗涤，干燥后得粒径细小的粉末；

4)、将上述粉末在还原气氛炉中退火1～24小时，退火温度为450～750℃，得到填充型锑基方钴矿化合物。

4、根据权利要求3所述的填充型锑基方钴矿化合物的一种制备方法，其特征是：所述步骤1)中的含有填充原子元素的化合物为氯化物、氧化物、硝酸盐、硫酸盐或碳酸盐。

5、根据权利要求4所述的填充型锑基方钴矿化合物的一种制备方法，其特征是：所述步骤1)中的含有VIII B族过渡金属元素的化合物为氯化物、氧化物、硝酸盐、硫酸盐或碳酸盐。

6、根据权利要求5所述的填充型锑基方钴矿化合物的一种制备方法，其特征是：所述步骤1)中的含有锑的化合物为氯化物、氧化物、硝酸盐、硫酸盐或碳酸盐。

7、根据权利要求6所述的填充型锑基方钴矿化合物的一种制备方法，其特征是：所述步骤1)中的含有掺杂元素的化合物为氯化物、氧化物、硝酸盐、硫酸盐或碳酸盐。

8、根据权利要求7所述的填充型锑基方钴矿化合物的一种制备方法，其特征是：所述步骤1)中的有机溶剂是乙醇、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、苯或甲苯；

9、根据权利要求8所述的填充型锑基方钴矿化合物的一种制备方法，其特征是：所述步骤2)中的还原剂是硼氢化钠或硼氢化钾，有机络合剂为乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸或柠檬酸钠。

10、根据权利要求9所述的填充型锑基方钴矿化合物的一种制备方法，其特征是：所述步骤4)还原气氛炉中使用的还原气氛是氢气、高纯氮气和氢气的混合气体或者氩气和氢气的混合气体。