铱酸锂

铱酸锂是一种无机化合物，化学式为Li₂IrO₃。它是黑色晶体，可以形成三种层状结构，α型、β型和γ型，仅略微不同。它表现出类金属的导电性，其导电性和温度有关，冷却至15 K时顺序从顺磁性改变为反铁磁性。

铱酸锂
IUPAC名 Lithium iridate
英文名	Lithium iridate
别名	铱(IV)酸锂
识别
CAS号	61232-88-0  Y
性质
化学式	Li2IrO3
外观	黑色晶体
结构
晶体结构	单斜晶系 C2/m[1]
晶格常数	a = 5.1633(2) Å, b = 8.9294(3) Å, c = 5.1219(2) Å
晶格常数	α = 90°, β = 109.759(3)°, γ = 90°
相关物质
其他阴离子	钌酸锂 铂酸锂
其他阳离子	铱酸钠
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

结构

Li₂IrO₃通常以α型或β型的晶体形式出现，而γ相较为少见。α-Li₂IrO₃的晶体结构由六边形的锂层和边共享的IrO₆八面体的蜂窝交替堆叠在锂的中心。相邻层中的偏移导致相对较低的晶体（单斜）对称性。Li₂IrO₃晶体具有丰富的孪晶缺陷，其中ab晶面围绕c轴旋转120°。^[2]

制备

以Li和Ir为原料合成Li₂IrO₃，加热时在空气中发生氧化反应。螺旋楼梯状的反应器让不同晶体在不同阶段结晶。^[2]

Li₂IrO₃合成过程中时间-温度表。^[2]

Li₂IrO₃晶体可以通过金属锂和铱在空气中的煅烧来生长。α型在750～1050℃下形成，加热至更高的温度产生β相。如果将金属锂替换为更传统的且易于储存或使用的碳酸锂，可以长出更大的晶体。γ-Li₂IrO₃可以通过煅烧碳酸锂和铱，然后在700～800℃的熔融氢氧化锂中进行退火获得。^[2]

性质

铱酸锂是黑色固体，其导电性和温度关系并不大。^[1]α和β型都表现出来自Ir⁴⁺和磁自旋之间的基塔耶夫交换耦合。这些自旋在低于15 K（奈尔温度，T_N）时形成反铁磁晶胞，而在此温度以上是顺磁性的。^[2]

潜在应用

铱酸锂可作为锂离子电池的电极材料而有潜在的应用，^[1]但由于Ir价格昂贵，廉价的Li₂MnO₃可作为其替代物而限制了其应用可能。^[3]

参考文献

1. O'Malley, Matthew J.; Verweij, Henk; Woodward, Patrick M. Structure and properties of ordered Li₂IrO₃ and Li₂PtO₃. Journal of Solid State Chemistry. 2008, 181 (8): 1803. doi:10.1016/j.jssc.2008.04.005.
2. Freund, F.; Williams, S. C.; Johnson, R. D.; Coldea, R.; Gegenwart, P.; Jesche, A. Single crystal growth from separated educts and its application to lithium transition-metal oxides. Scientific Reports. 2016, 6: 35362. PMC 5066249 . PMID 27748402. arXiv:1604.04551 . doi:10.1038/srep35362.
3. Yoshio, Masaki; Brodd, Ralph J.; Kozawa, Akiya. Lithium-Ion Batteries: Science and Technologies. Springer Science & Business Media. 17 July 2010: 10 [2017-08-05]. ISBN 978-0-387-34445-4. （原始内容存档于2017-03-21）.