【其他论文】广西师范大学：通过尿素/氨诱导 GaOOH 结晶制备高纯度 Ga₂O₃ 及其热转化

        由广西师范大学的研究团队在学术期刊 New Journal of Chemistry 发布了一篇名为Preparation of high-purity Ga₂O₃ by urea/ammonia-induced crystallization of GaOOH and its thermal conversion（通过尿素/氨诱导 GaOOH 结晶制备高纯度Ga₂O₃及其热转化）的文章。

摘要

        氧化镓（Ga₂O₃）是一种重要的半导体材料。获得高纯度 Ga₂O₃ 是其应用的前提。GaOOH是制备Ga₂O₃的关键中间体。在此，本研究提出了一种基于 α-GaOOH 结晶后热转化的新方法，用于制备高纯度Ga₂O₃。首次使用尿素/氨水混合物作为诱导剂，在纯度为99.7 %（< 3 N）的β-Ga₂O₃溶解液中沉淀Ga³⁺。在 85 – 95 °C 下，尿素和氨水的逐步水解产生 OH −，导致胶体氢氧化物缓慢沉淀，并在随后的6小时老化过程中逐渐转化为纯度为 99.9995 %（>5 N）的结晶 α-GaOOH。在初始溶液pH值为3和10时，分别获得矩形和纺锤形的 α-GaOOH。X 射线吸收精细结构分析表明，所获得的 α-GaOOH 具有由三个O²⁻ 和三个 – OH 配位的Ga³⁺的八面体结构，其中 Ga – O 键长分别为 1.96 Å和 1.94 – 1.95 Å。密度泛函理论计算表明，具有最稳定构型的 α-GaOOH 在（110）晶面上的不同位点表现出一致的吸附行为，对 Na 和 Pb 的吸附较弱，而对 Co 和 Ni 几乎没有吸附，这有助于抑制杂质的共沉淀。纯度的提高主要归因于通过调节尿素/氨水比例、老化温度和搅拌速度来精确控制 α-GaOOH 的结晶度。在 850 °C 下煅烧 α-GaOOH 后，获得纯度为 99.9997 %（> 5 N）的 β-Ga₂O₃，同时保持了 α-GaOOH 的纯度和形貌。本研究为绿色、高效且可控地制备高纯度 Ga₂O₃ 提供了一条简便途径。

原文链接

https://doi.org/10.1039/D6NJ00406G