Получение, термические и диэлектрические характеристики Rb5Li1/3Zr5/3(MoO4)6
https://doi.org/10.21285/2227-2925-2022-12-4-514-520
Аннотация
Цель работы состояла в направленном синтезе новой фазы Rb5Li1/3Zr5/3(MoO4)6 и определении ее кристаллографических, термических и электрофизических свойств. Методом твердофазной реакции проведен направленный синтез фазы Rb5Li1/3Zr5/3(MoO4)6 в диапазоне температур 350–470 °С. Установлено, что синтезированное соединение Rb5Li1/3Zr5/3(MoO4)6 кристаллизуется в тригональной сингонии (пр. гр. R3с, Z = 6) и согласно данным дифференциальной сканирующей калориметрии претерпевает размытый фазовый переход первого рода. Структура тройного молибдата Rb5Li1/3Zr5/3(MoO4)6 состоит из MoO4-тетраэдров и октаэдрически координированных MO6-полиэдров. Для данной структуры характерно статистическое распределение атомов лития и циркония в позиции M (M1 = 0,790 Zr + 0,210 Li, M2 = 0,877 Zr + 0,123 Li). Атомы Rb располагаются в крупных пустотах тетраэдро-октаэдрического каркаса. Исследованы электрофизические свойства тройного молибдата Rb5Li1/3Zr5/3(MoO4)6, обладающего каркасной структурой, благоприятной для ионного транспорта. Выявлена корреляция диэлектрических и термических характеристик в высокотемпературной области вблизи фазового перехода. Температурные и частотные зависимости электропроводности измерены в интервале температур 473–873 К в режимах нагрева и охлаждения в частотном диапазоне 1–10 кГц. Соединение обладает высокой термоактивированной проводимостью, достигающей при температуре 480 °С значения 1,48·10–2 См К/см с энергией активации в диапазоне 0,6–0,8 эВ. Спектры импеданса керамического образца Rb5Li1/3Zr5/3(MoO4)6 при различных температурах образуют хорошо сформированные полуокружности в низкочастотной области и неразрешенные дуги в высокочастотном регионе, изменяющиеся с повышением температуры. Эволюция мнимой части (Z″) как функции действительной части (Z') комплексного импеданса подобна поведению комплексного импеданса для соединений с ионной проводимостью.
Ключевые слова
молибдаты,
фазовые равновесия,
рентгенофазовый анализ,
дифференциальная сканирующая калориметрия,
импедансная спектроскопия
При поддержке: В работе использовано оборудование Центра коллективного пользования Байкальского института природопользования СО РАН. 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
Cэсэгма Гэлэгжамсуевна Доржиева - кандидат химических наук, старший научный сотрудник.
670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6
Ж. Г. Базарова
Байкальский институт природопользования, СО РАН
Россия
Россия
Жибзема Гармаевна Базарова - доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник.
670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6
Список литературы
1. Zouaoui M., Jendoubi I., Faouzi Zid M., 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. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2021.122221.
2. 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 Sr2MMoO6–δ, where M=Mn, Co, and Ni // Materials Letters. 2022. Vol. 316, no. 1. P. 132039. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2022.132039.
3. Jansi R. B., Swathi S., Yuvakkumar R., Ravia G., Rajalakshmi R., Al-Sehemi A. G., et al. Samarium doped barium molybdate nanostructured candidate for supercapacitors // Journal of Energy Storage. 2022. Vol. 56. P. 105945. https://doi.org/10.1016/j.est.2022.105945.
4. Кожевникова Н. М. Синтез и исследование фазы переменного состава Na1-xCo1-xFe1+x(MoO4)3, 0≤x≤0.4 со структурой насикона // Журнал прикладной химии. 2010. Т. 83. N 3. С. 386–390.
5. Кожевникова Н. М., Батуева С. Ю., Гадиров Р. М. Люминесцентные свойства твердых растворов K1–xMg1–xSc(Lu)1+x(MoO4)3 (0≤х≤0.5), легированных ионами Eu3+ // Неорганические материалы. 2018. Т. 54. N 5. С. 482–487. https://doi.org/10.7868/S0002337X18050081.
6. 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. https://doi.org/10.31857/S0002337X21010048.
7. Gomes E. O., Gracia L., Santiago A., Tranquilin R. L., Motta F. V., Amoresi R. A. C., et al. Structure, electronic properties, morphology evolution, and photocatalytic activity in PbMoO4 and Pb1-2xCaxSrxMoO4 (x = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 and 0.5) solid solutions // Physical Chemistry Chemical Physics. 2020. Vol. 22. P. 25876–25891. https://doi.org/10.1039/d0cp04596a.
8. Grissa R., Martinez H., Pele V., Cotte S., Pecquenard B., Cras F. L. An X-ray photoelectron spectroscopy study of the electrochemical behaviour of iron molybdate thin films in lithium and sodium cells // Journal of Power Sources. 2017. Vol. 342. P. 796–807. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.12.117.
9. Gurgel G. M., Lovisa L. X., Pereira L. M., Motta F. V., Li M. S., Longo E., et al. Photoluminescence properties of (Eu, Tb, Tm) codoped PbMoO4 obtained by sonochemical synthesis // Journal of Alloys and Compounds. 2017. Vol. 700. P. 130–137. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.12.409.
10. Солодовников С. Ф., Балсанова Л. В., Базаров Б. Г. Фазовые равновесия в системе Rb2MoO4– Li2MoO4–Hf(MoO4)2 и кристаллическая структура Rb5(Li1/3Hf5/3)(MoO4)6 // Журнал неорганической химии. 2003. Т. 48. N 7. С. 1197–1201.
11. Spiridonova T. S., Solodovnikov S. F., Molokeev M. S., Solodovnikova Z. A., Savina A. A., Kadyrova Yu. M., et al. Synthesis, crystal structures, and properties of new acentric glaserite-related compounds Rb7Ag5–3xSc2+x(XO4)9 (X = Mo, W) // Journal of Solid State Chemistry. 2022. Vol. 305. P. 122638. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2021.122638.
12. Buzlukov A. L., Medvedeva N. I., Baklanova Y. V., Skachkov A. V., Savina A. A., Animitsa I. E., et al. Sodium-ion diffusion in alluaudite Na5In(MoO4)4 // Solid State Ionics. 2020. Vol. 351. P. 115328. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2020.115328.
13. Bazarova J. G., Logvinova A. V., Bazarov B. G., Tushinova Yu. L., Dorzhieva S. G., Temuujin J. Synthesis of new triple molybdates K5RZr(MoO4)6 (R = Al, Cr, Fe, In, Sc) in the K2MoO4–R2(MoO4)3–Zr(MoO4)2 systems, their structure and electrical properties // Journal of Alloys and Compounds. 2018. Vol. 741. P. 834–839. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.01.208.
14. Spiridonova T. S., Solodovnikov S. F., Savina A. A., Kadyrova Yu. M., Solodovnikova Z. A., Yudin V. N., et al. New triple molybdate Rb2AgIn(MoO4)3: synthesis, framework crystal structure and ion transport behavior // Acta Crystallographica С. 2018. Vol. 74, no. 12. P. 1603–1609. https://doi.org/10.1107/S2053229618014717.
15. Solodovnikov S. F., Solodovnikova Z. A., Zolotova E. S., Yudin V. N., Gulyaeva O. A., Tushinova Yu. L., et al. Nonstoichiometry in the systems Na2MoO4-MMoO4 (M =Co, Cd), crystal structures of Na3.36Co1.32(MoO4)3, Na3.13Mn1.43(MoO4)3 and Na3.72Cd1.14(MoO4)3, crystal chemistry, compositions and ionic conductivity of alluaudite-type double molybdates and tungstates // Journal of Solid State Chemistry. 2017. Vol. 253. P. 121–128. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2017.05.031.
16. Sebastian L., Piffard Y., Shukla A. K., Taulelle F., Gopalakrishnan J. Synthesis, structure and lithium-ion conductivity of Li2-2xMg2+x(MoO4)3 and Li3M(MoO4)3 (M-III = Cr, Fe) // Journal of Materials Chemistry. 2003. Vol. 13. P. 1797–1802. https://doi.org/10.1039/b301189e.
17. Rossbacha A., Tietza F., Grieshammer S. Structural and transport properties of lithium-conducting NASICON materials // Journal of Power Sources. 2018. Vol. 391. P. 1–9. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2018.04.059.
18. Dorzhieva S. G., Bazarova J. G., Bazarov B. G. Exploration of phase equilibria in the triple molybdate system, electrical properties of new Rb5M1/3Zr5/3(MoO4)6 (M – Ag, Na) phases // Journal Phase Equilibria and Diffusion. 2021. Vol. 42. P. 824–830. https://doi.org/10.1007/s11669-021-00927-4.
19. Dhiaf M., Megdiche B. 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. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.07.128.
20. Mhiri M., Badri A., Lopez M. L., Pico C., Amara M. B. Synthesis, crystal structure, magnetic properties and ionic conductivity of NaMFe(MoO4)3 (M = Ni, Zn) // Ionics. 2015. Vol. 21. P. 2511–2522. https://doi.org/10.1007/s11581-015-1439-6.
Рецензия
Для цитирования:
Доржиева С.Г., Базарова Ж.Г. Получение, термические и диэлектрические характеристики Rb5Li1/3Zr5/3(MoO4)6. Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2022;12(4):514-520. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2022-12-4-514-520
For citation:
Dorzhieva S.G., Bazarova J.G. Synthesis, thermal and dielectric characteristics of Rb5Li1/3Zr5/3(MoO4)6. Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2022;12(4):514-520. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/2227-2925-2022-12-4-514-520
Просмотров:
205
Послать статью по эл. почте 