尖晶石有什么功效与作用 尖晶石型复合金属氧化物作为一类重要的无机功能材料具有一系列重要特性,广泛应用于高温材料、半导体光电材料、磁性材料、生物和医学、传感器以及催化剂和催化剂载体等诸多领域。目前,制备该类尖晶石型复合金属氧化物材料的方法主要是传统的高温固相反应法,但由于该方法通常需要长时间的高温焙烧,产物特别容易团聚和烧结,整体均一性也较差,比表面积很小,严重地影响了该类材料的应用。水滑石(Layered Double Hydroxide,简写为LDHs)是一类具有特殊结构的层状材料,在高温焙烧条件下可以转化生成尖晶石型复合金属氧化物。由于LDHs存在着晶格能最低效应及晶格定位效应,层板中的金属离子和层间的阴离子以一定方式均匀分布,即在LDHs的每个结构单元中,其化学组成不变。因此,以LDHs作为前驱体可以在相对较低的焙烧温度和较短的焙烧时间下得到一系列组分可调、成分均匀、结构均匀的尖晶石型复合金属氧化物功能材料,从而大幅提高其物理化学性能。
化学成分为MgAl2O4,晶体属等轴晶系的氧化物矿物。尖晶石的晶体结构中,氧离子成立方紧密堆积,三价阳离子占据六次配位的八面体空隙,二价阳离子占据四次配位的四面体空隙。
尖晶石型结构的晶体结构 通式AB2O4型,是离子晶体中的一个大类。等轴晶系。A为二价阳离子,如Mg2+,Fe2+,CO2+,Ni2+,Mn2+,Zn2+,Cd2+等;B为三价阳离子,如Al3+,Fe3+,CO3+,Cr3+,Ga3+等。结构中O2-离子作立方紧密堆积,其中A离子填充在四面体空隙中,B离子在八面体空隙中,即A2+离子为4配位,而B3+为6配位。以镁铝尖晶石MgAl2O4为典型代表:尖晶石晶胞可以划分成8个小的立方单位,分别由4个A型和4个B型小单位拼在一起。每个A型、B型小单位都有4个O2-离子,晶胞中O2-的个数是8*4=32个。Mg2+处于A型小单位的中心及一半的顶点及B型小单位一半的顶点上,晶胞中Mg2+的数目是4*(1+4/8)+4*4/8个。Mg2+呈四配位,即占据O2-密堆积中的四面体空隙。每个B型小单位中有4个Al3+,晶胞中Al3+的个数是4*4=16个。Al3+呈六配位,即占据O2-密堆积中的八面体空隙。常见的还有FeAl2O4等,此外,还有B为4价阳离子的系列,如Mg2TiO4和Mn2TiO4等许多复合氧化物。一系列硫化物如FeCr2S4,Co3S4等也都被称作具有尖晶石型结构化合物。尖晶石型化合物结构较稳定,有的可用作高温耐火材料,有的可用作电子陶瓷材料在焊接过程中,多会生成尖晶石型结构的化合物,这种结构的化合物与熔渣结合,会影响焊条的脱渣性。
尖晶石到底是什么物理性质
什么是尖晶石?