Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

СИНТЕЗ И ФАЗОВЫЙ АНАЛИЗ НОВЫХ ФТОРЗАМЕЩЕННЫХ ПЕРОВСКИТОВ НА ОСНОВЕ НИОБАТА БАРИЯ-КАЛЬЦИЯ

https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.19-21.088-094

Полный текст:

Аннотация

Принимался во внимание тот факт, что на сегодняшний день в качестве материала электролита твердооксидных топливных элементов активно исследуются соединения с перовскитоподобной структурой, характеризующиеся проявлением кислородно-ионной проводимости в сухой атмосфере и протонной проводимости во влажной атмосфере. Возможность возникновения протонных дефектов в этих соединениях обусловлена наличием вакансий кислорода. Наличие вакантных позиций в кислородной подрешетке способствует обратимому диссоциативному поглощению воды из газовой фазы и появлению протонного вклада проводимости. Примером фазы, которая характеризуется структурой перовскита и обладает кислородным дефицитом в анионной подрешетке, является ниобат бария-кальция Ba2CaNbO5,5, описанный в литературе как кислородно- ионный и протонный проводник. Изовалентное и гетеровалентное допирование катионных подрешеток является одним из методов модификации структуры данного типа и оптимизации физико-химических свойств сложнооксидных материалов. Развитие метода анионного допирования может стать альтернативой для получения новых материалов с улучшенными свойствами. Ранее было установлено, что анионное замещение F →O 2− приводит к увеличению кислородной и протонной проводимости в области малой концентрации допанта (полианионный эффект). Данная работа является продолжением исследований по изучению влияния эффекта анионного гетеровалентного допирования на кислородно-ионный и протонный транспорт. Впервые синтезированы и рентгенографически аттестованы сложные оксиды Ba2-0,5xCaNbO5,5-xFx , полученные методом анионного допирования кислородной подрешетки ниобата бария-кальция Ba2CaNbO5,5 фторид-ионами. Синтез осуществлялся твердофазным методом, максимальная температура отжига составила 1 300 оС. Все исследованные образцы (0 < х ≤ 0,4) были однофазными и характеризовались кубической структурой двойного перовскита. Установлено, что введение ионов с меньшим радиусом (F - ) приводит к уменьшению параметра решетки фторзамещенных составов относительно недопированного ниобата бария-кальция Ba2CaNbO5,5.

 

Об авторах

Н. А. Тарасова
Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
Россия
канд. хим. наук, доцент


А. О. Галишева
Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
Россия
студент


В. И. Удачин
Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
Россия
студент


Л. И. Балдина
Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
Россия
канд. хим. наук, доцент


Список литературы

1. Thangadurai, V. Recent progress in solid oxide and lithium ion conducting electrolytes research [Text] / V. Thangadurai, W. Weppner // Ionics. − 2006. − Vol. 12. − P. 81−92.

2. Tarancón, A. Strategies for Lowering Solid Oxide Fuel Cells Operating Temperature [Text] / A. Tarancón // Energies. − 2009. − Vol. 2. − P. 1130−1150.

3. Gallasso, F. Ordering of the octahedrally coordinated cation position in the perovskite structure [Text] / F. Gallasso, W. Darby // J. Phys. Chem. − 1963. − Vol. 67. – No 1. − P. 131−133.

4. Bananos, N. Oxide-based protonic conductors: point defects and transport properties [Text] / N. Bananos // Solid State Ionics. − 2001. − Vol. 145. − P. 265−274.

5. Du, Y. Structural transitions and proton conduction on nonstoichiometric A3B'B"2O9 perovskite-type oxides [Text] / Y. Du, A.S. Nowick // J. Am. Ceram Soc. − 1995. − Vol. 78. − No 11. − P. 3033−3039.

6. Animitsa, I.E. Intraphase chemical diffusion of water in Ba4Ca2Nb2O11 [Text] / I.E. Animitsa [et al.] // Russian J. of Electrochemistry. − 2006. − Vol. 42. − P. 311−319.

7. Korona, D.V. Effect of humidity on conductivity of Ba4Ca2Nb2O11 phase and solid solutions based on this phase [Text] / D.V. Korona [et al.] // Russian J. of Electrochemistry. − 2009. − Vol. 45. − P. 586−592.

8. Animitsa, I. Electrical properties of the fluorinedoped Ba2In2O5 [Text] / I. Animitsa, N. Tarasova, Ya. Filinkova // Solid State Ionics. − 2012. − Vol. 207. − P. 29−37.

9. Tarasova, N. Hydration and forms of oxygen-hydrogen groups in oxyfluorides Ba2-0.5xIn2O5-xFx [Text] / N. Tarasova, Ya. Filinkova, I. Animitsa // Russian J. of Physical Chemistry A. − 2012. − Vol. 86. − P. 1208−1211.

10. Tarasova, N. Novel proton-conducting oxyfluorides Ba4-0.5xIn2Zr2O11-xFx with perovskite structure [Text] / N. Tarasova, I. Animitsa // Solid State Ionics. − 2012. − Vol. 264. − P. 69−75.

11. Tarasova, N., Electric properties of oxyfluorides Ba2In2O5-0.5xFx with brownmillerite structure [Text] / N. Tarasova, Ya. Filinkova, I. Animitsa // Russian J. of Electrochemistry. − 2013. − Vol. 49. − P. 45−51.

12. Tarasova, N. Effect of anion doping on mobility of ionic charge carriers in solid solutions based on Ba2In2O5 [Text] / N. Tarasova, I. Animitsa // Russian J. of Electrochemistry. − 2013. − Vol. 49. − P. 698−703.

13. Tarasova, N.A. Features of the Local Structure of Hydrated Fluorine-Substituted Solid Solutions Based on Ba2In2O5 [Text] / N.A. Tarasova [et al.] // Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Physics. − 2014. − Vol. 78. − P. 730–732.

14. Tarasova, N. The influence of fluorine doping on short-range structure in brownmillerite Ba1.95In2O4.9F0.1. [Text] / N.A. Tarasova [et al.] // Solid State Ionics. − 2015. − Vol. 275. − P. 47−53.

15. Тарасова, Н.А. Процессы гидратации оксифторидов Ba2+0,5хIn2O5Fх [Текст] / Н.А. Тарасова, И.Е. Ани- мица // Материаловедение. − 2015. − Т. 8. − С. 50−56.

16. Animitsa, I.E. Proton state in hydrated fluorosubstituted brownmillerites Ba2In2O5-0.5xFy ·nH2O [Text] / I.E. Animitsa [et al.] // Journal of Structural Chemistry. − 2016. − Vol. 57. − P. 910−916.

17. Тарасова, Н.А. Процессы гидратации и природа протонов в новых хлорзамещенных браунмиллеритах Ba2-0.5xIn2O5-xClx [Текст] / Н.А. Тарасова [и др.] // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). − 2016. − № 7−8. − С. 32−37.

18. Тарасова, Н.А. Влияние природы иона-замес- тителя (F - , Cl- ) на электропроводность браунмиллеритов на основе индата бария [Текст] / Н.А. Тарасова [и др.] // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). − 2016. − № 7−8. − С. 38−42.

19. Тарасова, Н.А. Влияние анионного гетеровалентного замещения на природу электропроводности и химическую стабильность Ba2In2O5 [Текст] / Н.А. Тарасова [и др.] // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). − 2016. − № 21−22. − С. 25−30.

20. Shannon, R.D. Ionic Radii [Text] / R.D. Shannon // Acta Crystallographica. − 1976. − Vol. A32. − P. 155−169.


Для цитирования:


Тарасова Н.А., Галишева А.О., Удачин В.И., Балдина Л.И. СИНТЕЗ И ФАЗОВЫЙ АНАЛИЗ НОВЫХ ФТОРЗАМЕЩЕННЫХ ПЕРОВСКИТОВ НА ОСНОВЕ НИОБАТА БАРИЯ-КАЛЬЦИЯ. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2017;(19-21):88-94. https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.19-21.088-094

For citation:


Tarasova N.A., Galisheva A.O., Udachin V.I., Baldina L.I. SYNTHESIS AND PHASE ANALYSIS OF FLUORINE-DOPED PEROVSKITES BASED ON BARIUM-CALCIUM NIOBATES. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2017;(19-21):88-94. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.19-21.088-094

Просмотров: 201


ISSN 1608-8298 (Print)