Получение и импедансная спектроскопия цезий(рубидий)-содержащих тройных вольфраматов
https://doi.org/10.21285/achb.910
EDN: YBFJXA
Аннотация
Цель работы состояла в направленном синтезе новых фаз вольфраматов одно-, трех- и четрехвалентных металлов и определении их кристаллографических, термических и электрофизических свойств.
Методом твердофазных реакций в диапазоне температур 400−750 °С были получены вольфраматные фазы составов MRA0,5(WO4)3 (М – одно-, R – трех-, A – четырехзарядные элементы). Определены их кристаллографические и термические характеристики. Синтезированные тройные вольфраматы, кристаллизующиеся в гексагональной сингонии, исследованы методом дифференциальной сканирующей калориметрии. По данным дифференциальной сканирующей калориметрии установлено увеличение температур плавления соединений при возрастании ионного радиуса трехвалентного катиона в ряду СsRTi0,5(WO4)3 (R = Al, Cr, Ga, Fe, In). Такая же корреляция наблюдается при переходе от рубидиевых производных к цезиевым. Проведено сравнение термической стабильности тройных вольфраматов титанового и гафниевого рядов. Температуры плавления RbRTi0,5(WO4)3 примерно на 20 °С выше, чем у гафниевых аналогов. Методом импедансной спектроскопии исследованы диэлектрические характеристики CsRTi0,5(WO4)3 (R = Fe, Cr) представителей семейства тройных вольфраматов. Температурно-частотные зависимости проводимости тройных вольфраматов при различных частотах 1 Гц – 1 мГц, измеренные в режиме нагрева и охлаждения, характеризуются небольшим температурным гистерезисом и достигают величин 10-2–10-3 См/см в высокотемпературной области при энергии активации, равной 0,4–0,5 Эв. Характер частотных спектров импеданса, измеренных в диапазоне 1 Гц – 1 мГц при различных температурах, подтверждает наличие ионопроводящих свойств образца и позволяет рассматривать полученные фазы как перспективные твердые электролиты.
Ключевые слова
вольфраматы,
дифференциальная сканирующая калориметрия,
импедансная спектроскопия,
рентгенофазовый анализ
При поддержке: Работа выполнена в рамках государственного задания Байкальского института природопользования СО РАН (№ 0273-2021-0008)
Об авторах
С. Г. Доржиева
Байкальский институт природопользования СО РАН
Россия
Россия
Сэсэгма Гэлэгжамсуевна Доржиева, к. х. н., старший научный сотрудник
670047; ул. Сахьяновой, 6; Улан-Удэ
Ж. Г. Базарова
Байкальский институт природопользования СО РАН
Россия
Россия
Жибзема Гармаевна Базарова, д. х. н., профессор, главный научный сотрудник
670047; ул. Сахьяновой, 6; Улан-Удэ
Список литературы
1. Lee K.H., Chae K.-W., Cheon C.I., Kim J.S. Photoluminescence and structural characteristics of double tung-states A(M<sub>1−X</sub>Pr<sub>X</sub>)W<sub>2</sub>O<sub>8</sub> (A = Li, Cs, M = Al, Sc, La) // Journal of the European Ceramic Society. 2010. Vol. 30, no. 2. P. 243–247. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2009.05.048.
2. Yu Y., Wu S., Zhu X., Zhang X., Yu H., Qiu H., et al. Crystal growth, structure, optical properties and laser performance of new tungstate Yb:Na<sub>2</sub>La<sub>4</sub>(WO<sub>4</sub>)<sub>7</sub> crystals // Optical Materials. 2021. Vol. 111. P. 110653. DOI: 10.1016/j.optmat.2020.110653.
3. Bazarov B.G., Dorzhieva S.G., Shendrik R.Yu., Tushinova Yu.L., Bazarova Ts.T., Sofich D.O., et al. Synthesis and luminescent properties of new double Ln<sub>2</sub>Zr(WO<sub>4</sub>)<sub>5</sub> (Ln = Tb, Dy) tungstates // Chimica Techno Acta. 2022. Vol. 9, no. 2. P. 20229205. DOI: 10.15826/chimtech.2022.9.2.05.
4. Dorzhieva S.G., Bazarova J.G., Bazarov B.G. Exploration of phase equilibria in the triple molybdate system, electrical properties of new Rb<sub>5</sub>M<sub>1/3</sub>Zr<sub>5/3</sub>(MoO4)6 (M – Ag, Na) phases // Journal of Phase Equilibria and Diffusion. 2021. Vol. 42. P. 824–830. DOI: 10.1007/s11669-021-00927-4.
5. Цыретарова С.Ю., Еремина Н.С., Кожевникова Н.М., Мокроусов Г.М. Синтез люминофоров красного свечения на основе боросиликатного стекла и фаз переменного состава NaMgSc<sub>0.5</sub>Lu<sub>0.5(MoO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> : Eu<sup>3+</sup> и Na<sub>0.5</sub>Mg<sub>0.5</sub>Sc-Lu<sub>0.5</sub>(MoO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> : Eu<sup>3+</sup> со структурой NASICON // Неорганические материалы. 2015. Т. 51. N 12. С. 1374–1379. DOI: 10.7868/S0002337X15120143. EDN: UJHQLB.
6. Dhiaf M., Megdiche Borchani S., Gargouri M., Guidara K., Megdiche M. Temperature-dependent impedance spectroscopy of monovalent double tungstate oxide // Journal of Alloys and Compounds. 2018. Vol. 767. P. 763–774. DOI: 10.1016/j.jallcom.2018.07.128.
7. Hota S.S., Panda D., Choudhary R.N.P. Studies of structural, dielectric, and electrical properties of polycrystalline barium bismuth tungstate for thermistor application // Inorganic Chemistry Communications. 2023. Vol. 153. P. 110785. DOI: 10.1016/j.inoche.2023.110785.
8. Buzlukov A.L., Fedorov D.S., Serdtsev A.V., Kotova I.Yu., Tyutyunnik A.P., Korona D.V. Ion mobility in triple sodium molybdates and tungstates with a NASICON structure // Journal of Experimental and Theoretical Physics. 2022. Vol. 134. P. 42–50. DOI: 10.1134/S1063776122010071.
9. Serdtsev A., Kotova I., Medvedeva N. First-principles study of electronic structure, sodium diffusion, and (de)intercalation in NASICON NaMR(MoO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> (M = Mg, Ni; R = Cr, Fe) // Ionics. 2021. Vol. 27. P. 3383–3392. DOI: 10.1007/s11581-021-04133-7.
10. Bai C., Lei C., Pan S., Wang Y., Yang Z., Han S., et al. Syntheses, structures and characterizations of Rb<sub>3</sub>Na(MO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> (M = Mo, W) crystals // Solid State Sciences. 2014. Vol. 33. P. 32–37. DOI: 10.1016/j.solidstatesciences.2014.04.011.
11. Доржиева С.Г., Софич Д.О., Базаров Б.Г., Шендрик Р.Ю., Базарова Ж.Г. Оптические свойства молибдатов с комбинацией редкоземельных элементов // Неорганические материалы. 2021. Т. 57. N 1. С. 57–62. DOI: 10.31857/S0002337X21010048. EDN: UGRZBV.
12. Кожевникова Н.М. Синтез ап-конверсионного люминофора в системе K<sub>2</sub>MoO<sub>4</sub>–BaMoO<sub>4</sub>–Lu<sub>2</sub>(MoO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>, легированного эрбием // Неорганические материалы. 2021. Т. 57. N 2. С. 181–188. DOI: 10.31857/S0002337X21010097. EDN: KMPXTG.
13. Zouaoui M., Jendoubi I., Zid M.F., Bourguiba N.F. Synthesis, crystal structure and physico-chemical investigations of a new lyonsite molybdate Na0.24Ti1.44(MoO4)3 // Journal of Solid State Chemistry. 2021. Vol. 300. P. 122221. DOI: 10.1016/j.jssc.2021.122221.
14. Tolstov K.S., Politov B.V., Zhukov V.P., Chulkov E.V., Kozhevnikov V.L. Oxygen non-stoichiometry and phase decomposition of double perovskite-like molybdates Sr<sub>2</sub>M-MoO<sub>6–δ</sub>, where M = Mn, Co, and Ni // Materials Letters. 2022. Vol. 316. P. 132039. DOI: 10.1016/j.matlet.2022.132039.
15. Jansi Rani B., Swathi S., Yuvakkumar R., Ravia G., Rajalakshmi R., A.G. Al-Sehemi, et al. Samarium doped barium molybdate nanostructured candidate for supercapacitors. Journal of Energy Storage. 2022. Vol. 56, pt. A. P. 105945. DOI: 10.1016/j.est.2022.105945.
16. Кожевникова Н.М., Батуева С.Ю., Гадиров Р.М. Люминесцентные свойства твердых растворов K<sub>1–x</sub>Mg1–xSc(Lu)<sub>1+x</sub>(MoO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> (0 ≤ х ≤ 0.5), легированных ионами Eu<sup>3+</sup> // Неорганические материалы. 2018. Т. 54. N 5. С. 482–487. DOI: 10.7868/S0002337X18050081. EDN: XNRPZZ.
17. Yang Y., Li F., Lu Y., Du Y., Wang L., Chen S., et al. CaGdSbWO<sub>8</sub>:Sm<sup>3+</sup>: a deep-red tungstate phosphor with excellent thermal stability for horticultural and white lighting applications // Journal of Luminescence. 2022. Vol. 251. P. 119234. DOI: 10.1016/j.jlumin.2022.119234.
18. Романова Е.Ю., Базаров Б.Г., Клевцова Р.Ф., Глинская Л.А., Тушинова Ю.Л., Федоров К.Н. [и др.]. Фазообразование в системе K<sub>2</sub>MoO<sub>4</sub>–Lu<sub>2</sub>(MoO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>–Hf(MoO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>. Кристаллоструктурное исследование тройного молибдата K<sub>5</sub>LuHf(MoO<sub>4</sub>)<sub>6</sub> // Журнал неорганической химии. 2007. Т. 52. N 5. С. 815–818. EDN: IASCEH.
19. Базаров Б.Г., Клевцова Р.Ф., Чимитова О.Д., Глинская Л.А., Федоров К.Н., Тушинова Ю.Л. [и др.]. Фазообразование в системе Rb<sub>2</sub>MoO<sub>4</sub>–Er<sub>2</sub>(MoO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>–Hf(MoO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>. Кристаллическая структура нового тройного молибдата Rb<sub>5</sub>ErHf(MoO<sub>4</sub>)<sub>6</sub> // Журнал неорганической химии. 2006. Т. 51. N 5. С. 866–870. EDN: HTICAN.
20. Namsaraeva T.V., Bazarov B.G., Klevtsova R.F., Glinskaya L.A., Fedorov K.N., & Bazarova Zh.G. Subsolidus phase equilibrium in Cs<sub>2</sub>Mo0<sub>4</sub>-Al<sub>2</sub>(Mo0<sub>4</sub>)<sub>3</sub>-Zr(Mo0<sub>4</sub>)<sub>2</sub> system and crystal structure of new ternary molybdate CsAlZr<sub>0.5</sub>(MoO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2010. Vol. 55. P. 209–214. DOI: 10.1134/S0036023610020129.
Рецензия
Для цитирования:
Доржиева С.Г., Базарова Ж.Г. Получение и импедансная спектроскопия цезий(рубидий)-содержащих тройных вольфраматов. Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2024;14(2):166-172. https://doi.org/10.21285/achb.910. EDN: YBFJXA
For citation:
Dorzhieva S.G., Bazarova J.G. Ternary cesium(rubidium) tungstates: production and impedance spectroscopy. Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2024;14(2):166-172. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/achb.910. EDN: YBFJXA
Просмотров:
207
Послать статью по эл. почте 