Iron(III) phosphate dihydrate | 13463-10-0

• 物质功能分类: 无机化工 - 无机盐 - 磷化物、金属的磷酸、偏磷酸、次磷酸和焦磷酸盐
• 分子结构分类: 无机化合物 - 混合金属/非金属化合物 - 过渡金属氧阴离子化合物
• 英文名称: Iron(III) phosphate dihydrate
• 英文别名: iron(3+);phosphate;dihydrate
• CAS: 13463-10-0
• 化学式: FeH4O6P
• 分子量: 186.85
• InChiKey: BMTOKWDUYJKSCN-UHFFFAOYSA-K

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -4.48
• 重原子数：
  8
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  88.2
• 氢给体数：
  2
• 氢受体数：
  6

安全信息

• 危险品标志：
  Xi
• 安全说明：
  S26,S36
• 危险类别码：
  R36/37/38
• WGK Germany：
  3

制备方法与用途

概况

磷酸铁（Ferric Phosphate），又名磷酸高铁、正磷酸铁，是由铁盐溶液和磷酸溶液作用生成的一种盐。它是一种白色或灰白色的单斜晶体粉末，铁以三价形式存在，主要为二水合物。最初应用领域包括陶瓷玻璃、农业、钢铁及表面钝化等。进一步研究表明，由于其丰富的化学结构，磷酸铁在催化和锂电池电极材料等领域也具有重要价值。此外，它还具有丰富的骨架结构，可以用来合成具有空旷骨架结构的微孔磷酸铁材料。

理化性质

外观与性状：白色或灰白色的单斜晶体粉末
沸点：158°C (760mmHg)
储存条件：库房低温、通风、干燥，避免光照，并且应与氧化剂分开存放
蒸汽压：25°C 时为 1.41mmHg

制备方法 沉淀法 二价铁源合成

称取等物质的量的硫酸亚铁和磷酸，用蒸馏水配成溶液，控制反应温度为70℃，加入过量的过氧化氢，然后用氨水调节pH至1.5。反应15分钟后过滤、洗涤、80℃烘干，即得FePO4·xH2O产物。

三价铁源合成

称取等物质的量的硝酸铁和磷酸二氢铵，配成溶液后控制温度为70℃，用氨水调节pH至1.5。反应15分钟后过滤、洗涤、80℃烘干，即得产物。

水热法 二价铁源合成

称取等物质的量的硫酸亚铁和磷酸，用蒸馏水配成溶液，控制反应温度为70℃，加入过量的过氧化氢。有大量浅黄色沉淀产生后，再用氨水调节pH至1.5，然后转移至水热釜中，在120°C、150°C或180°C下反应6小时，过滤、洗涤、80℃烘干，即得产物。

三价铁源合成

称取等物质的量的硝酸铁和磷酸二氢铵，用蒸馏水配成溶液，控制温度为70℃，然后用氨水调节pH至1.5。反应15分钟后转移至水热釜中，在120°C、150°C或180°C下分别反应6小时，过滤、洗涤、80℃烘干，即得产物。

湿法磷酸与硫酸亚铁同时加入

将湿法磷酸与硫酸亚铁同时加入到恒温水浴的三口烧瓶中，控制搅拌速率，保持一定温度和时间。加入过量双氧水后用氨水调节pH至出现大量白色沉淀。搅拌、沉降冷却至室温过滤、洗涤后干燥，得到浅黄色磷酸铁粉末。

方程式如下： [2\text{H}_3\text{PO}_4 + 2\text{FeSO}_4 + \text{H}_2\text{O}_2 → 2\text{FePO}_4↓ + 2\text{H}_2\text{SO}_4 + 2\text{H}_2\text{O}]

性质应用

1. 磷酸铁可以作为选择性催化剂，微孔及介孔纳米磷酸铁具有开放孔道结构和更大的比表面，从而增加催化位置，有利于有机大分子的选择性催化。
2. 磷酸铁是有机农业中批准使用的为数不多的灭螺剂之一，并且对野生动物无毒。
3. 磷酸铁可以作为一种涂料，有防锈作用。
4. 磷酸铁能作为锂电池的电极材料或作为合成锂电池电极材料LiFePO₄的前驱体。

主要参考文献

1. 周伟家等. 磷酸铁的研究进展[J]. 化工科技市场，2008, (3): 45-49.
2. 何岗等. 磷酸铁前驱体形貌对磷酸铁锂电化学性能的影响[J]. 人工晶体学报, 2013(12): 2548-2555.
3. 丁一刚, 李鹏涛, 刘东等. 磷酸铁的湿法磷酸制备及其对合成的磷酸铁锂性能的影响[J]. 武汉工程大学学报, 2014, 36(1): 1-4.