磷酸锰 | 10236-39-2

• 物质功能分类: 无机化工 - 无机盐
• 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
• 中文名称: 磷酸锰
• 英文名称: manganese phosphate
• 英文别名: manganese(III) phosphate；Manganese(3+) phosphate；manganese(3+);phosphate
• CAS: 10236-39-2
• 化学式: Mn*O₄P
• 分子量: 149.909
• InChiKey: BECVLEVEVXAFSH-UHFFFAOYSA-K

物化性质

• LogP：
  -2.148 (est)
• 稳定性/保质期：
  Mn₃(PO₄)₂·7H₂O是一种白色块状物或无定形粉末，难溶于水和醇但可溶于酸。它能被碱分解。使用浓硫酸脱水，可以使其失去部分结晶水分解为Mn₃(PO₄)₂·3.5H₂O。在100℃下进一步脱水则得到三水合物Mn₃(PO₄)₂·3H₂O。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -2.83
• 重原子数：
  6
• 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：
  86.2
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  4

安全信息

• 海关编码：
  2835299000

制备方法与用途

概述

磷酸锰是一种白色块状物或无定形粉状物，仅很少溶于水或醇，却能溶于酸。其化学式为MnPO₄·H₂O，呈绿灰色的非结晶粉状物质。由于Mn³⁺/Mn²⁺相对于Li⁺/Li的电势更高，使得LiMnPO₄/C复合材料具有潜在高能量密度的优势，因此人们对磷酸锰锂材料的关注度日益增加。

用途

磷酸锰是合成LiMnPO₄/C复合材料的重要原料之一。通过改变磷酸锰前驱体的形貌和粒径，可以有效提升复合材料的电性能。

生产方法 制法1

将硫酸锰和纯碱分别加热溶解于水中。然后，在充分搅拌下将纯碱溶液逐滴加入到硫酸锰溶液中，生成碳酸锰沉淀。控制反应终点pH值为7.5～8，静置澄清后，吸去上部的硫酸钠清液，再用蒸馏水洗涤。在洗涤后的碳酸锰沉淀中分批加入酸式磷酸锰母液，并不断搅拌，直至pH值降至4为止。此时即制得所需磷酸锰。

制法2

当Mn(Ⅱ)盐溶液与磷酸钠反应时，会沉淀出白色磷酸锰(Ⅱ)七水合物[Mn₃(PO₄)₂·7H₂O]。

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  磷酸锰 、 potassium [13C]cyanide 生成
  参考文献：
  名称：

  Paramagnetic Hexacyanometalates. The Diversity of Spin Distribution Studied by ¹³C and ¹⁵N MAS NMR Spectroscopy

  摘要：

  With the aim of probing the spin density distribution in the open-shell cyanometallates Cs2K[M(CN)(6)] (M = Cr, Mn, Fe), K-3[M(CN)(6)] (M = Mn, Fe), K-4[M(CN)(6)] (M = Cr, Mn), and K-4[V(CN)(7)] have been studied by solid-state C-13 and N-15 NMR spectroscopy. The signals appear in strongly shifted and broad ranges (C-13, -2100 to -8900 ppm; N-15, -1900 to 2400 ppm) except K-4[V(CN)(7)], which is NMR-silent. Analysis of the isotropic signal shifts yields negative spin density in all carbon 2s orbitals (up to 12.2% at the six ligands of [Mn(CN)(6)](3-)) and positive spin density in all nitrogen 2s orbitals (up to 1.1% at the six ligands of [Mn(CN)(6)](4-) and [Fe(CN)(6)](3-)). This is in accord with the induction of alternating spin at the CN ligands by successive polarization of sigma bonds triggered by the spin center Mn+. The signal shift anisotropies are related to spin in the carbon and nitrogen 2p(pi) and 2p(sigma) orbitals. In the case of Cs2K[Cr(CN)(6)] and K-4[Cr(CN)(6)] much positive spin is found in the nitrogen 2p(pi) orbitals, which corresponds to direct M -> N spin transfer. On Cs2K[M(CN)(6)] (M = Mn, Fe), the 2p(pi) spin density at nitrogen is negative. The results are in accord with and extend the data of polarized neutron diffraction and EPR spectroscopy. Owing to high signal resolution, small deviations of the [M(CN)(6)](n-) ions from octahedral symmetry and disorder of crystal layers have been detected. This corresponds to the crystal symmetry and to Jahn-Teller distortion. The disorder entails a scatter of spin densities. In the case of K-4[Mn(CN)(6)] it reaches 19% for the C 2s orbitals and 80% for the N 2s orbitals with regard to the respective smallest spin population.

  DOI：

  10.1021/ic401830f
• 作为产物：
  描述：

  lithium manganese(II) phosphate 在 nitronium tetrafluoborate 作用下， 以 乙腈 为溶剂， 反应 144.0h， 生成 磷酸锰
  参考文献：
  名称：

  化学去精后，LiMnPO 4会发生什么？

  摘要：

  橄榄石MnPO 4是在充电结束时形成的锂离子电池阴极（正极）材料LiMnPO 4的去锂相。该相在环境条件下是亚稳的，并且只能通过LiMnPO 4的脱锂作用产生。我们已经揭示了LiMnPO 4在化学脱锂过程中的锰溶解现象，这导致橄榄石MnPO 4非晶化。的结晶MNPO性质4从得到的碳包覆的LiMnPO 4和从纯脱锂所得的LiMnPO的无定形产物的4被研究和比较。通过NMR，X射线吸收光谱法和X射线光电子能谱分析，后者中的富含磷的非晶相被认为是MnHP 2 O 7和MnH 2 P 2 O 7。MnPO 4在高真空下的热稳定性明显高于在环境条件下的热稳定性，这与表面除水有关。

  DOI：

  10.1021/acs.inorgchem.6b00089

文献信息

• Toward Understanding of Electrical Limitations (Electronic, Ionic) in LiMPO[sub 4] (M=Fe, Mn) Electrode Materials
  作者：C. Delacourt、L. Laffont、R. Bouchet、C. Wurm、J.-B. Leriche、M. Morcrette、J.-M. Tarascon、C. Masquelier

  DOI：10.1149/1.1884787

  日期：——

  = 4.768(6) A). We conclude that the limiting factor in the MnPO 4 /LiMnPO 4 electrochemical reaction is nested mostly in the ionic and/or electronic transport within the LiMnPO 4 particles themselves rather than in charge transfer kinetics or structural instability of the MnPO 4 phase. For instance, the electrical conductivity of LiMnPO 4 (σ ∼ 3.10 - 9 S cm - 1 at 573 K, ΔE ∼ 1.1 eV) was found to be

  为了更好地了解导致橄榄石型 LiMnPO 4 电化学性能差的因素，对 LiFePO 4 和 LiMnPO 4 进行了化学脱锂、恒电流充放电、循环伏安法和阻抗电导率等各种实验。化学脱锂实验证实了 LiMnPO 4 和完全脱锂相 MnPO 4 之间的拓扑两相​​电化学机制（a = 5.909(5) A、b = 9.64(1) A 和 c = 4.768(6) A）。我们得出结论，MnPO 4 /LiMnPO 4 电化学反应的限制因素主要在于LiMnPO 4 颗粒本身内的离子和/或电子传输，而不是MnPO 4 相的电荷转移动力学或结构不稳定性。例如，LiMnPO 4 (σ ∼ 3.
• Crystal Chemistry of the Olivine-Type Li(Mn[sub y]Fe[sub 1−y])PO[sub 4] and (Mn[sub y]Fe[sub 1−y])PO[sub 4] as Possible 4 V Cathode Materials for Lithium Batteries
  作者：Atsuo Yamada、Sai-Cheong Chung

  DOI：10.1149/1.1385377

  日期：——

  delithiation of Li(Mn y 2+ Fe 1-y 2+ )PO 4 to obtain (Mn y 3+ Fe 1-y 3+ )PO 4 . The strong electron/lattice interaction induced by the trivalent manganese (3d 4 ) in (Mn y 3+ Fe 1-y 3+ )PO 4 (charged state) is highlighted as the intrinsic obstacle to generating the full theoretical capacity (ca. 170 mAh/g) of the Mn-rich phase (y >0.8), followed by an efficient cathode performance of the optimized Li(Mn 0.6 Fe

  研究了用于锂电池的潜在 4 V 正极材料。橄榄石型 Li(Mn y 2+ Fe 1-y 2+ )PO 4 （放电状态）及其脱锂形式（Mn y 3+ Fe 1-y 3+ ）PO 4 （充电状态）的晶体化学使用 X 射线衍射、穆斯堡尔光谱和 ab initio 计算进行了比较研究。使用强氧化剂四氟硼酸硝鎓NO 2 BF 4 对Li(Mn y 2+ Fe 1-y 2+ )PO 4 进行化学脱锂，得到(Mn y 3+ Fe 1-y 3+ )PO 4 。由 (Mn y 3+ Fe 1-y 3+ )PO 4 （带电状态）中的三价锰 (3d 4 ) 引起的强电子/晶格相互作用被强调为产生完整理论容量（约 170 mAh/g) 的富锰相 (y > 0.8)，然后是优化的 Li(Mn 0.6 Fe 0.4 )PO 4 的高效阴极性能。
• Fichter, F., Journal of the Society of Chemical Industry, London, Transactions and Communications, 1929, vol. 48, p. 354 - 357
  作者：Fichter, F.

  DOI：——

  日期：——
• Jones, N. C., Journal of Physical Chemistry, 1929, vol. 33, p. 801 - 824
  作者：Jones, N. C.

  DOI：——

  日期：——
• Bladergroen, W., Chemisch Weekblad, 1930, vol. 27, p. 2 - 7
  作者：Bladergroen, W.

  DOI：——

  日期：——