Влияние катионного замещения в Cs1-2xBaxH2PO4 на структурные свойства и протонную проводимость
Пономарева В.Г.1,2, Багрянцева И.Н.1,2, Шутова Е.С.1
1Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Новосибирск, Россия
2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
Email: ponomareva@solid.nsc.ru
Поступила в редакцию: 29 ноября 2016 г.
Выставление онлайн: 19 июня 2017 г.
Синтезированы соединения с частичным замещением в CsH2PO4 катионов Cs+ катионами Ba2+. Впервые проведены исследования структурных, электротранспортных, термодинамических свойств Cs1-2xBaxH2PO4 (x=0-0.15) с помощью комплекса физико-химических методов: инфракрасной и импедансной спектроскопии, рентгенофазового и синхронного термического анализа. Методом импедансометрии детально исследована протонная проводимость Cs1-2xBaxH2PO4 при 50-230oC. Показано, что в диапазоне степеней замещения x=0-0.1 наблюдается образование твердых растворов замещения, изоструктурных CsH2PO4 (P21/m), с незначительным уменьшением параметров элементарной ячейки и некоторой долей аморфизации соли. Проводимость разупорядоченной Cs1-2xBaxH2PO4 в низкотемпературной области увеличивается на два порядка величины при x=0.02 и возрастает с ростом доли катионов бария на три-четыре порядка при x=0.05-0.1; cуперионный фазовый переход практически исчезает. При x=0.15 образуются гетерофазные системы на основе солей, демонстрирующие высокую проводимость и дальнейшее снижение энергии активации проводимости до 0.63 eV. Проводимость высокотемпературной фазы Cs1-2xBaxH2PO4 практически не изменяется с ростом доли заместителя. Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (проект N 15-08-08961). DOI: 10.21883/FTT.2017.07.44601.429
- T. Uda, D.A. Boysen, C.R.I. Chisholm, S.M. Haile. Electrochem. Solid State Lett. 9, A261 (2006)
- D.A. Boysen, T. Uda, C.R.I. Chisholm, S.M. Haile. Science 303, 68 (2004)
- T. Uda, S.M. Haile. Electrochem. Solid State Lett. 8, A245 (2005)
- S.M. Haile, C.R.I. Chisholm, K. Sasaki, D.A. Boysen, T. Uda. Faraday Discuss. 134, 17 (2007)
- C.R.I. Chisholm, D.A. Boysen, A.B. Papandrew, S. Zecevic, S.Y. Cha, K.A. Sasaki, A. Varga, K.P. Giapis, S.M. Haile. Electrochem. Soc. Interface 18, 3, 53 (2009)
- J. Otomo, N. Minagawa, C.-J. Wen, K. Eguchi, H. Takahashi. Solid State Ion. 156, 357 (2003)
- А.И. Баранов. Кристаллография 48, 6, 1081 (2003)
- В.Г. Пономарева, В.В. Марцинкевич, Ю.А. Чесалов. Электрохимия 47, 5, 645 (2011)
- V.V. Martsinkevich, V.G. Ponomareva. Solid State Ion. 225, 236 (2012)
- A. Ikeda, D.A. Kitchaev, S.M. Haile. J. Mater. Chem. A 2, 204 (2014)
- В.Г. Пономарева, И.Н. Багрянцева. Неорган. материалы 48, 2, 231 (2012)
- V.G. Ponomareva, E.S. Shutova. Solid State Ion. 178, 729 (2007)
- A. Ikeda, S.M. Haile. Solid State Ion. 213, 63 (2012)
- T. Matsui, T. Kukino, R. Kikuchi, K. Eguchi. J. Electrochem. Soc. 153, 2, A339 (2006)
- В.Г. Пономарева, Е.С. Шутова, Г.В. Лаврова. Неорган. материалы. 44, 9, 1131 (2008)
- J.D. Gilbert, P.G. Lenhert, L.K. Wilson. Acta Cryst. B 33, 3533 (1977)
- В.М. Агре, И.А. Кроль, В.К. Трунов, Г.М. Серебреникова. Кристаллография 21, 4, 722 (1976)
- J.D. Gilbert, P.G. Lenhert. Acta Cryst. B 34, 3309 (1978)
- Л.П. Соловьева, С.В. Цыбуля, В.А. Заболотный. Поликристалл --- система программ для структурных расчетов. ИК СО РАН, Новосибирск (1988). 122 с
- Y. Uesu, J. Kobayashi. Phys. Status Solidi A 34, 475 (1976)
- А. Вест. Химия твердого тела. Мир, М. (1988). Т. 1. 558 c
- С.R.I. Chisholm, L.A. Cowan, S.M. Haile, W.T. Klooster. Chem. Mater. 13, 2574 (2001)
- C.E. Botez, H. Martinez, R.J. Tackett, R.R. Chianelli, J. Zhang, Y. Zhao. J. Phys.: Condens. Matter 21, 325401 (2009)
- R.D. Shannon, C.T. Prewitt. Acta Cryst. 26, 925 (1969)
- V. Ponomareva, V. Martsinkevich. In: Abstr. Int. Conf. "Ion transport in organic and inorganic membranes". Krasnodar--Sochi (2015). P. 236
- Атлас инфракрасных спектров фосфатов. Ортофосфаты / Под ред. И.В. Тананаева. Наука, М. (1981). 248 c
- B. Marchon, A. Novak. J. Chem. Phys. 78, 5, 2105 (1983)
- А.К. Иванов-Шиц, И.В. Мурин. Ионика твердого тела. СПбГУ, СПб. (2010). Т. 2. 1000 с
- Н.Ф. Уваров. Композиционные твердые электролиты. Изд-во СО РАН, Новосибирск (2008). 258 c
- А.Б. Ярославцев. Успехи химии 78, 1094 (2009)
- В.Г. Пономарева. В кн.: Мембраны и мембранные технологии / Под ред. А.Б. Ярославцева. Научный мир, М. (2013). С. 169
- V.G. Ponomareva, G.V. Lavrova. J. Solid State Electrochem. 15, 213 (2011)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.