全新氮磷化合物在高压下合成

科技日报讯 （记者刘霞）德国拜罗伊特大学主导的国际科研团队在最近一期《欧洲化学杂志》上发表论文指出，他们在高压下合成出多种全新的氮磷化合物，其中包含全新的结构单元。这些最新成果展示了高压氮化学研究的巨大潜力，也有望催生用于日常生活的可回收材料。

非金属氮化物是由氮和非金属元素通过共价键连接生成的化合物，由于拥有很多有趣的特性，它们日益成为材料研究领域的“香饽饽”。

在本研究中，科学家们分别在72千兆帕和134千兆帕的高压下，成功合成出两种全新氮磷化合物：多晶型δ-P_3N_5和PN_2，这两者都属于超不可压缩材料。

研究团队通过同步X射线衍射分析密度泛函理论计算发现，这两种氮磷化合物拥有极端强度的关键原因在于，其晶体结构由密集的PN_6正八面体（其中1个磷原子被6个氮原子包围）网络组成，这也是科学家首次证实PN_6正八面体结构。

当压力下降时，多晶型δ-P_3N_5会转化为另一种全新的氮磷化合物：在7千兆帕压力下，多晶型α′-P_3N_5形成，这是一种在正常条件下保持稳定的新型固体材料。这种氮磷化合物的晶体结构也不寻常，由PN4四面体（其中1个磷原子位于金字塔形结构单元的中心，四角各由1个氮原子占据）组成。与目前众所周知的多晶型α-P_3N_5相比，α′-P_3N_5的密度更高，在工程领域的应用潜能也更大。

研究人员表示，最新研究表明，科学家们可通过高压研制出拥有有趣特性的新型氮化合物，他们将进一步探索这些新材料的潜在应用，并在高温、高压下对非金属氮化物开展更多研究，以极大地扩展对氮化学的理解。最新研究也有望催生用于日常生活的可回收材料。