过渡金属氟磷酸盐因其丰富的结构化学特性,及其在离子吸附、催化、离子交换和离子导体等众多领域所具有的实际或潜在的广泛应用价值,使之成为材料科学和化学等众多领域的研究热点之一。本文旨在探索合成新型过渡金属氟磷酸盐,并对其成分和结构,性能进行研究。采用水热法合成方法,利用水合肼调节PH,合成出两个系列,五种全新化合物,并通过粉末和单晶X射线衍射技术确定了新化合物的晶体结构,利用扫描电子显微镜观察了化合物的晶体形貌,利用热重分析法分析了其热稳定性,利用傅里叶红外光谱仪测定了化合物的官能团,利用光电子能谱,电子顺磁共振和穆斯堡尔谱表征了过渡金属离子的价态,使用超导量子干涉仪或磁强计测定了化合物的磁性。具体内容如下:1、在Ba_xFe_x（PO₄）F_y（1≤x≤3,2≤y≤12）体系中,通过优化水热合成条件,合成出了三种钡铁磷酸盐化合物:Ba Fe PO₄F₂（I）,Ba₂Fe₂PO₄F₆（II）和Ba₃Fe₃P O₄F₁₂（III）。该系列化合物呈现出丰富多变的晶体结构,尤其是Fe²⁺或Fe³⁺离子为中心的[Fe O_nF_6-n]^m-八面体以不同的框架结构和连接方式进行排列组合。I是由[Fe（PO₄）F₂]^2-二维层状结构构成。其中包含了由含氟的Fe O₄F₂和Fe O₂F₄八面体与PO₄四面体连接形成的线性无限长的连续基团_∞[Fe₂O₆F₄]^10-。混合价的II为一个三维框架结构,其中包含由cis-Fe F₄O₂八面体共享氧或氟原子而形成的四聚体Fe₄O₆F₁₂。III含有由cis-Fe F₄O₂和Fe F₅O八面体及四面体PO₄连接而成的一维无限延展的柱面结构_∞[Fe₃（PO₄）F₁₂]^6-。Ba_xFe_x（PO₄）F_y的磁性表征揭示了不同的磁学性质:I显示了低温下有趣的自旋转换,机理是源于S=5/2自旋链的反铁磁有序。II是倾斜的反铁磁体或弱亚铁磁体。III为自旋耦合三聚体。2、两个开放骨架的铵过渡金属氟磷酸盐(NH₄Mn₃（PO₃F）₂（PO₂F₂）F₂（IV）,(NH₄Co₃（PO₃F）₂（PO₂F₂）F₂（V）属同构,结构包含了由三个共面trans-MO₄F₂八面体组成的三聚体,与PO₃F四面体连接形成二维层,层内为过渡金属阳离子组成的阶梯状Kagomé晶格结构。二维层状结构通过PO₂F₂基团相互连接起来,形成一个三维开放骨架结构,该结构中包含了具有铵离子可填充的一维孔道的三维开放骨架结构。XPS光谱表明在相应的化合物中存在Mn（II）和Co（II）。此外,XPS F 1s光谱显示出两种成分,说明氟离子桥接了M和P中心。每种化合物的磁性数据符合居里-外斯定律,证实存在高自旋Mn²⁺或Co²⁺离子和反铁磁相互作用。然而,在低温下同时观察到微弱的铁磁性（T_c=8.0 K for Mn和T_c=9.2 K for Co）,可以用倾斜的反铁磁基态来解释。