Synthese und Charakterisierung von Fluorooxoboraten, Fluoroboratosulfaten und Fluoroboratophosphaten

Abstract

Li2B6O9F2 wurde erstmals durch Umsetzung verschiedener Borate (LiBO2, LiB3O5, Li2B4O7) sowie B2O3 mit LiBF4 bei 400 °C erhalten. Phasenreines Produkt gewinnt man aus den Gemengen von LiB3O5 mit LiBF4 im Verhältnis 2 : 1 sowie LiBF4 mit B2O3 im Verhältnis 2 : 3. Neues Li2B3O4F3 wurde durch Umsetzung von LiBO2 mit LiBF4 bei 280 °C und anschließende Entfernung des Nebenprodukts LiF durch Lösen in BF3.THF reinphasig gewonnen. Während des Temperns bei 350 °C wandelt sich Li2B3O4F3 in Li2B6O9F2 um. Eine Pulverprobe von Na3B3O3F6 in ausreichender Kristallinität wurde durch Synthese aus den wasserfreien Edukten NaBO2 und NaBF4 bei 400 °C gewonnen. Das entsprechende Pulverdiffraktogramm bestätigt, im Gegensatz zu bisherigen Pulveraufnahmen die Einkristallstrukturlösung. Das Fluorooxoborat kristallisiert in der Raumgruppe C2/c. Na2SO4BF3 entsteht durch Lewis-Säure-Base-Reaktion von Na2SO4 mit BF3 bei 330 °C in geschlossener Quarzglasampulle. Von vorher unbekanntem Na3B2PO5F4 wurden zwei Modifikationen erhalten. Sie kristallisieren in den Raumgruppen P21/n (Na3B2PO5F4-I) und Cmcm (Na3B2PO5F4-II). Aufgrund der Synthesebedingungen lässt sich darauf schließen, dass ersteres die Tieftemperaturmodifikation und letzteres die Hochtemperaturmodifikation ist. Na3B2PO5F4 bildet sich durch Festkörperreaktion von Na3PO4 mit NaBF4 bei 350 bis 400 °C oder durch Begasung des Phosphates mit BF3 bei 350 °C. Li2(BF4)F entstand bei der thermischen Behandlung von LiBF4 bei 300 °C in geschlossener Quarzglasampulle. Li2B6O9F2 was for the first time synthesized by the reaction of several borates (LiBO2, LiB3O5, Li2B4O7) or B2O3 with LiBF4 at 400 °C. Phase pure samples were obtained from LiB3O5 and LiBF4 in a molar ratio of 2 : 1 as well as from LiBF4 and B2O3 in a molar ratio of 2 : 3. New Li2B3O4F3 was obtained by solid state reaction from LiBO2 and LiBF4 at 280 °C. Phase pure samples were gained by subsequent removal of the byproduct LiF using BF3.THF. Li2B3O4F3 converts into Li2B6O9F2 during annealing at 350 °C. A good crystalline sample of Na3B3O3F6 was obtained by the reaction of NaBO2 with NaBF4 at 400 °C. The powder pattern of these sample confirms, in contrast to earlier powder patterns, the structure solution from single crystal. The fluorooxoborate crystallizes in the space group C2/c Na2SO4BF3 was obtained by Lewis-acid-base-reaction from Na2SO4 and BF3 at 330 °C in a sealed quartz ampoule. Two modifications of the hitherto unknown Na3B2PO5F4 were obtained. They crystallize in the space groups P21/n (Na3B2PO5F4-I) and Cmcm (Na3B2PO5F4 -II). The former is the low-temperature modification and the latter the high-temperature modification. Na3B2PO5F4 was formed by solid state reaction from Na3PO4 and NaBF4 between 350 and 400 °C or by reaction of the phosphate with BF3 at 350 °C. Li2(BF4)F was obtained by thermal treatment of LiBF4 at 300 °C in a closed quartz ampoule.