ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ, 2020, том 90, № 4, с. 630-636
УДК 546.185;536.413
НОВЫЙ ФОРМУЛЬНЫЙ ТИП ФОСФАТОВ
СО СТРУКТУРОЙ МИНЕРАЛА ЛАНГБЕЙНИТА
© 2020 г. В. И. Петьковa,*, А. А. Алексеевa, Е. А. Асабинаa, А. М. Ковальскийb
a Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского,
пр. Гагарина 23, Нижний Новгород, 603950 Россия
b Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, 119049 Россия
*e-mail: petkov@inbox.ru
Поступило в Редакцию 12 сентября 2019 г.
После доработки 12 сентября 2019 г.
Принято к печати 15 сентября 2019 г.
Фосфаты нового формульного типа A5/3MgE4/3(PO4)3 (A = K, Rb; E = Ti, Zr) со структурой лангбейнита
синтезированы золь-гель методом c последующей термообработкой и изучены с использованием методов
рентгеновской дифракции, ИК спектроскопии и электронной микроскопии.
Ключевые слова: фосфаты, структура лангбейнита, метод Ритвельда, тепловое расширение
DOI: 10.31857/S0044460X20040198
Фосфаты - структурные аналоги природно-
В расчете на формульную единицу имеются две
го минерала лангбейнита K2Mg2(SO4)3 [1, 2] -
внекаркасные позиции (М1) и (М2), заселяемые
привлекают внимание возможностями комбини-
двумя или, значительно реже, меньшим количе-
рования различных по химической природе эле-
ством катионов (в большинстве случаев девятико-
ментов в единой кристаллической решетке и, со-
ординированных), чаще всего в степенях окисле-
ответственно, получения интересных свойств, та-
ния +1 и +2. Большинство соединений со структу-
ких как оптические, люминесцентные, магнитные,
рой лангбейнита кубические с пространственной
ферроэлектрические [3-12]. Благодаря широкому
группой P213 и реже орторомбические (некоторые
изоморфизму катионов в соединениях со структу-
сульфаты и ванадаты) с пространственной груп-
рой лангбейнита, их радиационной и химической
пой P212121, некоторые подвергаются фазовым пе-
стабильности, они рассматриваются и как инерт-
реходам P213→P212121 [15-17].
ные стабильные керамические матрицы для иммо-
Теоретически возможные формульные типы
билизации радиоактивных отходов [13, 14].
(составы) фосфатов со структурой лангбейнита
Кристаллическая структура лангбейнита
могут быть рассчитаны из условий формирова-
M2L2(XO4)3 характеризуется каркасом {[L2(XO4)3]p-}3∞,
ния каркаса и соответствия его отрицательного
построенным из связанных углами октаэдров LO6
заряда суммарному положительному заряду двух
и тетраэдров XO4, причем каждый октаэдр связан с
заселенных катионами внекаркасных позиций.
шестью тетраэдрами, а каждый тетраэдр с четырьмя
Обобщенная формула каркаса, когда в две позиции
октаэдрами. Каркас определяет границы объемных
L будут входить два катиона (одинаковых или раз-
междоузельных замкнутых полостей. Кристалло-
личных) в степенях окисления m и n, примет вид:
химическая формула фосфатов с решеткой этого
[Lm+Ln+(PO4)3]p-. Переменные величины r, s, m,
типа имеет вид (М1)[9](M2)[6-12][(L1)[6](L2)[6](PO4)3]3∞.
n, p связаны между собой зависимостями: r + s =
В позиции L каркаса обычно входят по отдельно-
2 и 9 - (m·r + n·s) = p. Последнее выражение вы-
сти или в различных сочетаниях катионы неболь-
текает из принципа электронейтральности. С уче-
ших размеров в степенях окисления +2, +3 или +4.
том полной занятости двух внекаркасных позиций
630
НОВЫЙ ФОРМУ
ЛЬНЫЙ ТИП ФОСФАТОВ
631
становится очевидным, что заряды p лангбейнито-
вых каркасов могут принимать значения от 2 до 4.
Соблюдая эти ограничения, мы исследовали ранее
следующие типы лангбейнитоподобных фосфатов:
A+2[M2+0.5E4+1.5(PO4)3][Cs2Mn0.5Zr1.5(PO4)3] [18] с r =
0.5, m = 2, s = 1.5, n = 4, p = 2 и A+M2+[MgE4+(PO4)3]
(A = K, Rb, Cs; M = Sr, Pb, Ba; E = Ti, Zr) [19] с r =
1, m = 2, s = 1, n = 4, p = 3. Если позиции L карка-
са заселить катионами M2+ и E4+ (как в последнем
случае), но во внекаркасные позиции (M1 и M2)
ввести катионы-компенсаторы в степенях окисле-
ния +1 и +4, можно предсказать неизвестный ра-
нее формульный состав фосфатов, которые будут
кристаллизоваться в обсуждаемом структурном
типе: A+5/3E41+/3[M2+E4+(PO4)3] = A5/3M2+E44+/3(PO4)3.
Цель работы
- синтезировать фосфаты
A5/3MgE4/3(PO4)3 (A = K, Rb; E = Ti, Zr) с ожидае-
мой структурой минерала лангбейнита, изучить их
фазообразование и термическое поведение, прове-
сти уточнение кристаллической структуры.
Результаты РФА показали образование одно-
фазных фосфатов A5/3MgE4/3(PO4)3 (A = K, Rb;
E = Ti, Zr) со структурой лангбейнита. На рентге-
нограммах образцов, отожженных при температу-
рах 600-700°С, имелись интенсивные рефлексы
2ș ɝɪɚɞ
отражения фаз со структурой лангбейнита, а так-
Рис. 1. Рентгенограммы фосфатов K5/3MgTi4/3(PO4)3
же TiP2O7, K3PO4, Rb3PO4, ZrO2, Mg3(PO4)2, кото-
(1), Rb5/3MgTi4/3(PO4)3 (2), K5/3MgZr4/3(PO4)3 (3),
рые при ступенчатом повышении температуры до
Rb5/3MgZr4/3(PO4)3 (4).
850°С полностью реагировали с образованием од-
нофазных фосфатов (рис. 1). Дальнейшее повыше-
тов. ИК спектры полученных образцов со струк-
ние температуры увеличивало кристалличность
турой лангбейнита типичны для фосфатов, кри-
образцов. Параметры элементарных ячеек синте-
сталлизующихся в пространственной группе P213.
зированных соединений растут при увеличении
Позиционная симметрия иона PO43- в структуре
радиуса катиона щелочного и(или) переходного
Таблица
1. Кристаллографические характеристики
металла (табл. 1). Соединения кристаллизуются
фосфатов A5/3MgE4/3(PO4)3 (A = K, Rb; E = Ti, Zr)
в пространственной группе Р213, число формуль-
ных единиц равно 4.
Результаты электронной микроскопии и микро-
зондового анализа показали, что образцы гомоген-
Фосфат
а, Å
V, Å3
ны и представляют собой зерна различной формы.
Размеры зерен колеблются от 1 до 5 мкм. Данные
микрозондового анализа показали однородность
состава зерен, химический состав отвечал, к при-
K5/3MgTi4/3(PO4)3
Р213 (4)
9.836(3)
951.6(1)
меру, формуле Rb1.69(4)Mg0.97(3)Zr1.38(5)P2.97(4)O12.
Rb5/3MgTi4/3(PO4)3
Р213 (4)
9.924(4)
977.4(2)
Результаты ИК спектроскопии, чувствитель-
K5/3MgZr4/3(PO4)3
Р213 (4)
10.176(6)
1053.7(4)
ной к ближнему порядку расположения атомов в
Rb5/3MgZr4/3(PO4)3
Р213 (4)
10.203(3)
1062.1(4)
структуре, подтверждают образование ортофосфа-
ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 4 2020
632
ПЕТЬКОВ и др.
2ș ɝɪɚɞ
Рис. 2. Экспериментальная (1), вычисленная (2) и
разностная (3) рентгенограммы Rb5/3MgZr4/3(PO4)3.
Штрихами (4) показаны положения брегговских
рефлексов.
Рис. 3. Фрагмент структуры Rb5/3MgZr4/3(PO4)3.
лангбейнита понижается до C1. Правила отбора
уточнена по данным порошковой рентгеногра-
допускают появление в ИК спектрах одной поло-
фии методом Ритвельда. Условия съемки, параме-
сы колебаний νs, двух полос δs и по три полосы νas
тры элементарной ячейки и основные результаты
уточнения структуры представлены в табл. 2. На
и δas колебаний. В спектре фосфатов в области νas
рис. 2 показаны экспериментальная, вычисленная
(1170-1000 см-1) и δas (670-500 см-1) колебаний
и разностная рентгенограммы Rb5/3MgZr4/3(PO4)3.
проявляются все разрешенные полосы, плечо с
Координаты атомов и их изотропные тепловые па-
максимумом при ~920 см-1 соответствует νs коле-
раметры приведены в табл. 3. Фрагмент структуры
банию, полосы при 450 и 420 см-1 - δs колебаниям.
Rb5/3MgZr4/3(PO4)3 приведен на рис. 3. Структура
Кристаллическая структура Rb5/3MgZr4/3(PO4)3
состоит из октаэдров (Mg/Zr)O6 и тетраэдров PO4,
которые связаны вершинами и образуют трехмер-
Таблица
2. Параметры эксперимента и результа-
ный каркас. Катионы рубидия и циркония распола-
ты уточнения кристаллической структуры фосфата
гаются в крупных замкнутых полостях.
Rb5/3MgZr4/3(PO4)3
В каркасе структуры ионы Mg2+ и Zr4+ разупо-
Параметр
Значение
рядочены по двум кристаллографически независи-
Пространственная группа
P213 (no. 198)
мым позициям и координируются шестью атома-
Z
4
ми кислорода. В одной из позиций степень заселе-
Интервал углов 2θ, град
10-100
ния магнием 55.7% и цирконием 44.3%, в другой
a, Å
10.2032(4)
позиции - магнием 44.3%, цирконием 55.7%. В
полостях каркаса ионы Rb+ и Zr4+ также разупоря-
V, Å3
1062.2(1)
дочены по двум кристаллографически независи-
Число отражений
112
мым позициям. Одна из позиций заселена рубиди-
Число уточняемых параметрова
28 + 18
ем. В другой позиции степень заселения рубидием
Факторы достоверности, %:
66.7%, цирконием 33.3%.
Rwp; Rp
6.11; 4.26
В табл. 4 приведены рассчитанные длины свя-
RI; RF
4.15; 2.3
зей в полиэдрах. Они характерны для структуры
лангбейнита. Внекаркасные позиции, заполненные
S
4.11
только рубидием, образуют 9-координированные
а
Первое число - фоновые и профильные параметры, шкаль-
кислородом полиэдры, длины связей изменяются в
ный фактор, текстура, параметры элементарной ячейки;
второе число - позиционные, тепловые параметры атомов
диапазоне от 2.74 до 3.39 Å. Позиции заполненные
и их заселенности.
рубидием и цирконием образуют полиэдры с дли-
ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 4 2020
НОВЫЙ ФОРМУ
ЛЬНЫЙ ТИП ФОСФАТОВ
633
Таблица 3. Координаты и изотропные тепловые параметры атомов в структуре Rb5/3MgZr4/3(PO4)3
Атом
Позиция
x
y
z
B, Å2
A1 а
4a
0.2923(4)
0.2923(4)
0.2923(4)
2.2(4)
A2 а
4a
0.0941(7)
0.0941(7)
0.0941(7)
3.1(7)
M1 а
4a
0.8536(9)
0.8536(9)
0.8536(9)
0.74(3)
M2 а
4a
0.5686(6)
0.5686(6)
0.5686(6)
0.91(6)
P
12b
0.2614(13)
-0.3758(16)
0.4655(15)
1.2(5)
O1
12b
-0.0047(24)
0.0791(23)
0.3428(22)
0.65(7)
O2
12b
0.2612(23)
-0.3966(22)
0.3043(26)
0.65(7)
O3
12b
0.4915(28)
0.0389(29)
0.3017(26)
0.65(7)
O4
12b
0.1841(25)
-0.2569(29)
0.4807(29)
0.65(7)
а Заселенность: A1 [0.667Rb+ + 0.333Zr4+], A2 [Rb+], M1 [0.557Zr4+ + 0.443Mg2+], M2 [0.443Zr4+ + 0.557Mg2+].
нами связей от 3.19 до 3.48 Å. Катионы магния и
томные расстояния в условиях переменной темпе-
циркония в неравноценно заполненных позициях
ратуры изменяются. Коэффициенты теплового ли-
каркаса, образуют с кислородом октаэдры. Длины
нейного расширения, рассчитанные для интервала
связей (Mg/Zr)-O в каркасных октаэдрах изменя-
25-800°С, позволяют отнести K5/3MgZr4/3(PO4)3 к
ются в пределах от 1.92 до 2.31 Å. Тетраэдры PO4
средне- (αа = 5×10-6 °С-1), а K5/3MgTi4/3(PO4)3 - к
деформированы, имеются две равноценные свя-
высоко- (αа = 11×10-6 °С-1) расширяющимся веще-
зи P-O (1.66-1.69 Å), и две более короткие связи
ствам. Коэффициент теплового линейного расши-
(1.46 и 1.54 Å).
рения обусловлен прочностью химических связей
в структуре: расширение оказывается тем боль-
Результаты
исследования
соединений
шим, чем менее прочными являются связи между
A5/3MgE4/3(PO4)3 (A = K, Rb; E = Ti, Zr) расширя-
атомами [20, 21]. Очевидно, что в синтезирован-
ют картину фазообразования известных фосфатов
ных изоструктурных и изоформульных фосфатах
со структурой лангбейнита. Результаты уточнения
связи P-O в тетраэдрах более прочные, чем связи
структуры показали, что каркас заселяют катионы
L-O в LO6 полиэдрах (L = Zr, Ti). Цирконий и ти-
E4+ и магния, а в полостях располагаются катионы
тан формируют химические связи с разной кова-
A+ и E4+. Такое распределение катионов по каркас-
ным и внекаркасным позициям обеспечивает ре-
Таблица 4. Основные межатомные расстояния (d)
лаксацию деформированной структуры: снижение
в полиэдрах (Mg/Zr)O6, (Rb/Mg)O6 и PO4 структуры
внутренних напряжений и, как следствие, повы-
Rb5/3MgZr4/3(PO4)3
шение термической устойчивости.
Связь
d, Ǻ
Термическое поведение синтезированных фос-
Rb1/Zr1-O2 (x = 3)
3.192(27)
фатов K5/3MgTi4/3(PO4)3 и K5/3MgZr4/3(PO4)3 изу-
Rb1/Zr1-O4 (x = 3)
3.209(26)
чено методом высокотемпературной рентгеногра-
Rb1/Zr1-O3 (x = 3)
3.481(28)
Rb2-O1 (x = 3)
2.735(24)
фии. Параметр а и объем V элементарных куби-
ческих ячеек образцов со структурой лангбейнита
Rb2-O3 (x = 3)
3.392(31)
Rb2-O4 (x = 3)
3.036(29)
увеличиваются линейно с ростом температуры.
Mg1/Zr2-O2 (x = 3)
1.918(27)
Эти материалы при повышении температуры рав-
Mg1/Zr2-O3 (x = 3)
1.995(31)
номерно расширяются по всем направлениям и
имеют положительные коэффициенты теплово-
Mg2/Zr3-O1 (x = 3)
1.909(24)
го расширения. Тепловое расширение непосред-
Mg2/Zr3-O4 (x = 3)
2.309(29)
ственно влияет на среднюю кинетическую энер-
P-O4
1.455(32)
гию колеблющихся частиц в теле, на средние рас-
P-O3
1.539(33)
стояния между узлами кристаллической решетки
P-O2
1.658(31)
и связано с несимметричностью (ангармонизмом)
P-O1
1.689(28)
тепловых колебаний атомов, благодаря чему межа-
ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 4 2020
634
ПЕТЬКОВ и др.
лентной составляющей. Больший размер катиона
ского состава и однородности фосфатов осущест-
Zr4+ определяет более высокие силовые характе-
вляли на сканирующем электронном микроскопе
ристики (степень ковалентности) связей Zr-O, чем
JEOL JSM-7600F с термополевой электронной
у связей Ti-O. Как следствие, термические дефор-
пушкой (катод Шоттки). Микроскоп имеет систе-
мации структуры K5/3MgZr4/3(PO4)3 имеют мень-
му микроанализа - энергодисперсионный спек-
шую величину по сравнению с K5/3MgTi4/3(PO4)3.
трометр OXFORD X-Max 80 (Premium) с полу-
Поскольку соединения расширяются изотропно
проводниковым кремний-дрейфовым детектором.
а = αb = αc), коэффициент объемного теплового
Погрешность при определении элементного со-
расширения их (αV) равен утроенному коэффици-
става образцов составляла не более 2 ат%.
енту линейного теплового расширения.
Рентгенографические исследования выпол-
Семейство минерала лангбейнита дополнено но-
няли на дифрактометре Shimadzu XRD-6000
вым формульным типом A+5/3E41+/3[M2+E4+(PO4)3] -
(CuKα-излучение, λ = 1.54178 Å, диапазон углов
фосфатами состава A5/3MgE4/3(PO4)3 (A = K, Rb;
2θ = 10-60°). Анализ проводили после каждого
E = Ti, Zr). В работе исследовано их фазообразова-
этапа термической обработки для получения ин-
ние, уточнена кристаллическая структура, изучена
формации о фазовом составе соединений и по-
термическая стабильность и тепловое расширение.
следующем контроле однофазности фосфатов.
Показано, что основой структур является трехмер-
Высокотемпературные исследования изучали на
ный каркас из соединяющихся общими вершинами
этом же приборе с приставкой HA-1001 Shimadzu
тетраэдров PO4 и октаэдров (Mg/E)O6, атомы ка-
с дискретным режимом изменения температуры
лия (рубидия) и циркония заселяют внекаркасные
в интервале 20-800°С с шагом 100°С. Измерения
позиции. Фосфаты при повышении температуры
от 25 до 800°С равномерно расширяются по всем
температуры осуществляли платино-родиевой
направлениям, не претерпевают полиморфных
термопарой, с погрешностью измерений не более
переходов. Коэффициенты теплового линейного
2%. Параметры элементарных ячеек определяли
расширения K5/3MgZr4/3(PO4)3 и K5/3MgTi4/3(PO4)3
методом наименьших квадратов по проиндициро-
позволяют отнести их, соответственно, к средне- и
ванным дифрактограммам.
высокорасширяющимся веществам.
Для структурных исследований была записана
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
дифрактограмма образца Rb5/3MgZr4/3(PO4)3 в ин-
тервале углов 2θ = 10-110° с шагом сканирования
Синтез фосфатов A5/3MgE4/3(PO4)3 (A = K, Rb;
0.02° и выдержкой в точке 15 с. Уточнение струк-
E - Ti, Zr) проводили золь-гель методом с после-
туры осуществляли методом полнопрофильного
дующей термообработкой. Смешивали в стехио-
анализа по данным порошковой рентгенографии
метрических количествах водные растворы сле-
с использованием программы RIETAN-97 [22, 23].
дующих реактивов марки ХЧ: хлорид щелочного
Аппроксимирование пиков осуществляли соглас-
металла (K или Rb), хлорид магния, оксихлорид
но модифицированной функции псевдо-Войта
титана или циркония, дигидрофосфат аммония.
[24]. В качестве модели для уточнения кристалли-
Далее смесь сушили последовательно при 90 и
ческой структуры использовали K1.75Ti2(PO4)3 [25] .
150°С в течение 12 ч на каждом этапе и подвер-
гали термообработке при доступе воздуха при
ИК-спектроскопические исследования прово-
600-900°С в течение 20-26 ч на каждой стадии.
дили для подтверждения функционального соста-
Поэтапное нагревание чередовали с диспергиро-
ва образцов. ИК спектры поглощения записаны на
ванием для обеспечения гомогенизации смесей.
ИК Фурье-спектрометре FSM-1201 в диапазоне
Для более полного протекания реакций порошки
волновых чисел 400-1400 см-1.
прессовали в диски.
ФОНДОВАЯ ПОДДЕРЖКА
Характеристики образцов были получены
с помощью электронной микроскопии и ми-
Работа выполнена при финансовой поддержке
крозондового анализа, рентгенографии, ИК-
Российского фонда фундаментальных исследова-
спектроскопического анализа. Контроль химиче-
ний (проект № 18-29-12063).
ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 4 2020
НОВЫЙ ФОРМУ
ЛЬНЫЙ ТИП ФОСФАТОВ
635
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ
Vol. 53. P. 40. doi 10.1134/S0036023608010075
12. Цыренова Г.Д., Павлова Н.Н. // Неорг. матер. 2011.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта
Т. 47. № 7. С. 872; Tsyrenova G.D., Pavlova N.N. //
интересов.
Inorg. Mater. 2011. Vol. 47. N 7. P. 786. doi 10.1134/
S0020168511070235
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
13. Петьков В.И., Асабина Е.А., Лукутцов А.А., Кор-
1. Sarrign M.L.M., Clemente A.R., Vila L.M. // J. Solid
чемкин И.В., Алексеев А.А., Демарин В.Т. // Радио-
State Chem. 1990. Vol. 84. P. 308. doi 10.1016/0022-
химия. 2015. Т. 57. № 6. С. 540; Pet`kov V.I., Asabi-
4596(90)90329-V
na E.A., Lukuttsov A.A., Korchemkin I.V., Alekseev A.A.,
2. Затовский И.В., Слободяник Н.С., Ущапив-
Demarin V.I. // Radiochemistry. 2015. Vol. 57. N 6.
ская Т.И., Огородник И.В., Бабарик А.А. // ЖПХ.
P. 632. doi 10.1134/S1066362215060119
2006. Т. 79. С. 12; Zatovskii I.V., Slobodyanik N.S.,
14. Pratheep Kumar S., Gopal B. // J. Alloys Compd. 2016.
Ushchapivskaya T.I., Ogorodnik I.V., Babarik A. A. //
Vol. 657. P. 422. doi 10.1016/j.jallcom.2015.10.088
Russ. J. Appl. Chem. 2006. Vol. 79. P. 10. doi 10.1134/
15. Glogarová M. // Phys. Status Solidi (a). 1974. Vol. 22.
S1070427206010034
N 1. P. K69. doi 10.1002/pssa.2210220159
3. Петьков В.И., Щелоков И.А., Суражская М.Д.,
16. Hikita T., Kitabatake M., Ikeda T. // J. Phys. Soc. Japan.
Палкина К.К., Канищева А.С. // ЖНХ. 2010. Т. 55.
1980. Vol. 49. N 4. P. 1421. doi 10.1143/JPSJ.49.1421
С. 1434; Pet’kov V.I., Shchelokov I.A., Surazhskaya M.D.,
17. Trussov I.A., Male L.L., Sanjuan M.L., Orera A.,
Palkina K.K., Kanishcheva A.S., Knyazev A.V. // Russ.
Slater P.R. // J. Solid State Chem. 2019. Vol. 272. P. 157.
J. Inorg. Chem. 2010. Vol. 55. P. 1352. doi 10.1134/
doi 10.1016/j.jssc.2019.02.014
S0036023610090044
18. Зарипов А.Р., Орлова В.А., Петьков В.И., Слюн-
4. Souamti A., Martín I.R., Zayani L., Hernández-
чев О.М., Галузин Д.Д., Ровный С.И. // ЖНХ. 2009.
Rodríguez M.A., Soler-Carracedo K., Lozano-
Т. 54. С. 47; Zaripov A.R., Orlova V.A., Pet’kov V.I.,
Gorrín A.D., Lalla E., Ben Hassen Chehimi D. // J.
Slyunchev O.M., Galuzin D.D., Rovnyi S.I. // Russ.
Luminescence. 2016. Vol. 177. P. 160. doi 10.1016/j.
J. Inorg. Chem. 2009. Vol. 54. P. 45 doi 10.1134/
jlumin.2016.04.045
S0036023609010112
5. Battle P.D., Gibb T.C., Nixon S., Harrison, W.T.A. //
19. Петьков В.И., Алексеев А.А., Асабина Е.А., Борови-
J. Solid State Chem. 1988. Vol. 75. P. 21. doi
кова Е.Ю., Ковальский А.М. // ЖНХ. 2017. Т. 62. № 7.
10.1016/0022-4596(88)90299-X
С. 887. doi 10.7868/S0044457X17070170; Pet`kov V.I.,
6. Ogorodnyk I.V., Zatovsky I.V., Slobodyanik N.S., Bau-
Alekseev A.A., Asabina E.A., Borovikova E.Y., Koval-
mer V.N., Shishkin O.V. // J. Solid State Chem. 2006.
ski A.M. // Russ. J. Inorg. Chem. 2017. Vol. 62. N 7.
Vol. 179. P. 3461. doi 10.1016/j.jssc.2006.07.015
P. 870 doi 10.1134/S0036023617070178
7. Sadhasivam S., Manivel P., Jeganathan K., Jayasan-
20. Филатов С.К. Высокотемпературная кристаллохи-
kar C.K., Rajesh N.P. // Mater. Lett. 2017. Vol. 188.
мия. Теория, методы и результаты исследований. Л.:
P. 399. doi.org/10.1016/j.matlet.2016.11.091
Недра, 1990. 288 с.
8. Liu J., Duan X., Zhang Y., Li Z., Yu F., Jiang H. // J.
21. Кривовичев С.В., Филатов С.К. Кристаллохимия
Alloys Compd. 2016. Vol. 660. P. 356. doi 10.1016/j.
минералов и неорганических соединений с ком-
jallcom.2015.11.147
плексами анионоцентрированных тетраэдров. СПб:
9. Pet’kov V.I., Asabina E.A., Markin A.V., Alekseev A.A.,
СПбГУ, 2001. 200 с.
Smirnova N.N. // J. Therm. Anal. Cal. 2016. Vol. 124.
22. Rietveld H.M. // Acta Crystallogr. 1967. Vol. 22. Pt 1.
N 3. P. 1535. doi 10.1007/s10973-016-5319-8
P. 151. doi 10.1107/S0365110X67000234
10. Souamti A., Kahlaoui M, Mohammed B., Lozano-Gor-
23. Kim Y.I., Izumi F. // J. Ceram. Soc. Japan. 1994. Vol. 102.
rín A.D., Chehimi D.B.H. // Ceram. Int. 2017. Vol. 43.
P. 401. doi 10.2109/jcersj.102.401
N 14. P. 10939. doi 10.1016/j.ceramint.2017.05.132
24. Izumi F. // The Rietveld Method. New York: Oxford
11. Асабина Е.А., Петьков В.И., Гобечия Е.Р., Каба-
University Press, 1993. Ch. 13. P. 236. doi 10.1002/
лов Ю.К., Похолок К.В., Куражковская В.С. //
crat.2170300412
ЖНХ. 2008. Т. 53. С. 45; Asabina E.A., Pet’kov V.I.,
25. Leclaire A., Benmoussa A., Borel M.M., Grandin A.,
Gobechiya E.R., Kabalov Yu.K., Pokholok K.V.,
Raveau B. // J. Solid State Chem. 1989. Vol. 78. P. 227.
Kurazhkovskaya V.S. // Russ. J. Inorg. Chem. 2008.
doi 10.1016/0022-4596(89)90101-1
ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 4 2020
636
ПЕТЬКОВ и др.
New Formula Type of Phosphates
with Langbeinite Mineral Structure
V. I. Pet’kova,*, A. A. Alekseeva, E. A. Asabinaa, and A. M. Koval’skiib
a National Research Lobachevsky State University, Nizhni Novgorod, 603950 Russia
b Moscow Institute of Steel and Alloys (National University of Science and Technology), Moscow, 119049 Russia
*e-mail: petkov@inbox.ru
Received September 12, 2019; revised September 12, 2019; accepted September 15, 2019
Phosphates of the new formula type A5/3MgE4/3(PO4)3 (A = K, Rb; E = Ti, Zr) with a langbeinite structure
were synthesized by the sol-gel method with subsequent heat treatment and studied using X-ray diffraction, IR
spectroscopy, and electron microscopy methods.
Keywords: phosphates, langbeinite structure, Rietveld method, thermal expansion
ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 4 2020