固相反应合成LiCoPO4中间体的反应动力学

以磷酸二氢铵、醋酸钴和氢氧化锂为原料, 用低温固相反应合成含Li⁺的NH₄CoPO₄前驱体, 再经过高温焙烧合成LiCoPO₄粉体. 应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和热重-差热分析(TG-DTA)等技术对合成产物进行表征. 结果表明: 焙烧气氛影响中间体的生成, 含Li⁺的前驱体NH₄CoPO₄在210-500 °C的空气中发生脱水脱氨反应, 制备过程存在“酸碱共同体”的中间体(CoHPO₄·LiCoPO₄·Co₂(OH)PO₄·Li₃PO₄). 中间体生成反应遵循界面反应幂律机理, 表观活化能约50.0 kJ?mol^-1, 过程机理函数为g(x)=(1-α)^-1. 中间体继续脱水反应生成LiCoPO₄, 平均表观活化能约为54.2 kJ?mol^-1. 物系非晶化和晶化过程对中间体的存在没有直接的影响, 高温对中间体的分解产物LiCoPO₄和LiCoPO₄的晶体生长有利, 在550 °C以上温度中间体可分解得到完整的LiCoPO₄晶体.