1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Журнал неорганической химии
  4. T. 68, № 7, 2023

Журнал неорганической химии, 2023, T. 68, № 7, стр. 877-884

Нанокристаллические твердые растворы R1 – xScxF3 (R = La, Pr) со структурой тисонита: синтез и электропроводность

И. И. Бучинская a, *, Н. И. Сорокин a

a Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН
119333 Москва, Ленинский пр-т, 59, Россия

* E-mail: buchinskayaii@gmail.com

Поступила в редакцию 17.01.2023
После доработки 09.02.2023
Принята к публикации 12.03.2023

Аннотация

Методом “мягкой химии” синтезированы однофазные нанокристаллические растворы R0.9Sc0.1F3 (R = La, Pr) в форме прозрачных ксерогелей тисонитовой структуры (пр. гр. $P\bar {3}c1$). Ионная проводимость приготовленных из них керамических образцов составила 4.5 × 10–4 и 2.1 × 10–3 См/см при 773 K для R = La и Pr соответственно. Энергия активации ионного переноса в керамических образцах на высокотемпературном участке электропроводности составила 0.43 (R = Pr) и 0.48 эВ (R = La), на низкотемпературном участке – 0.56 эВ (R = Pr). Установлено, что изовалентные замещения катионов La3+ (Pr3+) на Sc3+ в тисонитовых твердых растворах R0.9Sc0.1F3 приводят к снижению проводимости керамических электролитов в 3–4 раза.

Ключевые слова: фторид лантана, фторид празеодима, фторид скандия, ксерогель, нанокристаллы, порошковый рентгенофазовый анализ, ионная проводимость, импедансная спектроскопия

Список литературы

  1. Trnovcová V., Garashina L.S., Škubla A. et al. // Solid State Ionics. 2003. V. 157. P. 195.

  2. Привалов А.Ф., Мурин И.В. // ФТТ. 1999. Т. 41. № 9. С. 1616.

  3. Сорокин Н.И., Соболев Б.П., Кривандина Е.А. и др. // Кристаллография. 2015. Т. 60. № 1. С. 1239.

  4. Сорокин Н.И., Гребенев В.В., Каримов Д.Н. // ФТТ. 2021. Т. 63. № 9. С. 1376.

  5. Мурин И.В. // Изв. СО АН СССР. Сер. хим. наук. 1984. № 1. С. 53.

  6. Сорокин Н.И., Соболев Б.П. // Кристаллография. 1994. Т. 39. № 1. С. 114.

  7. Сорокин Н.И., Кривандина Е.А., Жмурова З.И. и др. // Кристаллография. 2000. Т. 45. № 4. С. 759.

  8. Гулина Л.Б. Синтез твердофазных соединений и наноматериалов с участием химических реакций на границе раздела раствор–газ. Дис. … д-ра хим. наук. СПб.: Изд-во СПбУ, 2022. 313 с.

  9. Gulina L.B., Privalov A.F., Weigler M. et al. // Appl. Magn. Reson. 2020. V. 51. P. 1691. https://doi.org/10.1007/s00723-020-01247-5

  10. Мурин И.В., Чернов С.В. // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. 1982. Т. 18. № 1. С. 168.

  11. Сорокин Н.И., Бучинская И.И. // Кристаллография. 2022. Т. 67. № 6. С. 971. https://doi.org/10.31857/S0023476122060248

  12. Сорокин Н.И. // ФТТ. 2022. Т. 64. № 7. С. 847. https://doi.org/1021883/FTТ.2022.07.52571.328

  13. Greis O., Cader M.S.R. // Termochim. Acta. 1985. V. 87. № 1. P. 145.

  14. Spedding F.H., Beaudry B.J., Henderson D.C. et al. // J. Chem. Phys. 1974. V. 60. № 4. P. 1578.

  15. Кузнецов С.В., Осико В.В., Ткаченко Е.А., Федоров П.П. // Успехи химии. 2006. Т. 75. № 12. С. 1193.

  16. Кузнецов С.В., Федоров П.П., Воронов В.В. и др. // Журн. неорган. химии. 2010. Т. 55. № 4. С. 536.

  17. Маякова М.Н., Кузнецов С.В., Федоров П.П. и др. // Неорган. материалы. 2013. Т. 49. № 11. С. 1242.

  18. Karbowiak M., Mech A., Bednarkiewicz A. et al. // J. Phys. Chem. Solids. 2005. V. 66. № 6. P. 1008.

  19. Susumu Y., Kim J., Takashima M. // Solid State Sci. 2002. V. 4. P. 1481. https://doi.org/10.1016/S1293-2558(02)00039-0

  20. Petricek V., Dusek M., Palatinus L. // Z. Kristallogr. – Cryst. Mat. 2014. B. 229. S. 345.

  21. Болдырев В.В. Экспериментальные методы в механохимии твердых неорганических веществ. Новосибирск: Наука, 1983. 65 с.

  22. Маякова М.Н. Фазообразование при синтезе неорганических нанофторидов щелочноземельных и редкоземельных элементов из водных растворов. Дис. … канд хим. наук. М., 2019. 141 с.

  23. Сорокин Н.И., Смирнов А.Н., Федоров П.П., Соболев Б.П. // Электрохимия. 2009. Т. 45. № 5. С. 641.

  24. Сорокин Н.И., Фоминых М.В., Кривандина Е.А. и др. // Кристаллография. 1996. Т. 41. № 2. С. 310.

  25. Алиев А.Э. // Электрохимия. 1990. Т. 26. № 1. С. 79.

  26. Dieudonne B., Chable J., Body M. et al. // Dalton Trans. 2017. V. 46. P. 3761. https://doi.org/10.1039/c6dt04714a

  27. Mori K., Morita Y., Saito T. et al. // J. Phys. Chem. C. 2020. V. 124. P. 18452. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc0c05217

  28. Breuer S., Lunghammer S., Kiesl A., Wilkening M. // J. Mater. Sci. 2018. V. 53. P. 13669. https://doi.org/10.1007/s10853-018-2361-x

  29. Сорокин Н.И., Фоминых М.В., Кривандина Е.А. и др. // ФТТ. 1998. Т. 40. № 4. С. 658.

  30. Chable J., Diendonne B., Body M. et al. // Dalton Trans. 2015. https://doi.org/10.1039/c5dt02321a

  31. Breuer S., Gombotz M., Pregartner V. et al. // Energy Storage Mater. 2019. V. 16. P. 481. https://doi.org/10.1016/j.ensm.2018.10.010

  32. Bhatia H., Thien D.T., Pohl H.P. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017. V. 9. P. 23707.

  33. Roos A., Van de Pol F.C.M., Keim R. et al. // Solid State Ionics. 1984. V. 13. P. 191.

  34. Alattar A.M., Drexler M., Twej W.A. et al. // Photonics and Nanostructures – Fundamentals and Applications. 2018. V. 30. P. 65. https://doi.org/10.1016/j.photonics.2018.04.004

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Журнал неорганической химии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал