Получение NASICON состава Na3Zr2Si2PO12 пиролизом органических растворов: особенности фазообразования

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разработан новый перспективный способ синтеза NASICON (Na3Zr2Si2PO12) пиролизом органических растворов. В качестве прекурсоров использованы олеат натрия, олеат цирконила, трибутилфосфат, тетраэтоксисилан. Установлены мольные отношения компонентов смеси для образования NASICON. Доказано влияние натрия на образование фазы диоксида циркония. Получен мелкодисперсный материал со средним размером зерна 0.2 мкм. Исследованы изменения морфологии и состава в зависимости от времени и температуры обжига образца. Результаты подтверждены методами рентгенофазового анализа и растровой электронной микроскопии. Для уточнения параметров кристаллической решетки выполнен полнопрофильный анализ методом Ритвельда. Процесс получения NASICON занимает ~9 ч, т.е. он наименее длительный из всех альтернативных способов его синтеза. Преимущества данного метода заключаются в возможности снижения температуры спекания, отсутствии необходимости контролировать множество параметров во время синтеза, минимизации длительности и многостадийности процесса. Метод способствует разработке и получению более перспективных ион-замещенных структур.

Об авторах

Д. Н. Грищенко

Институт химии ДВО РАН

Email: grishchenko@ich.dvo.ru
Россия, 690022, Владивосток, пр-т 100-летия Владивостока, 159

В. Г. Курявый

Институт химии ДВО РАН

Email: grishchenko@ich.dvo.ru
Россия, 690022, Владивосток, пр-т 100-летия Владивостока, 159

А. Б. Подгорбунский

Институт химии ДВО РАН

Email: grishchenko@ich.dvo.ru
Россия, 690022, Владивосток, пр-т 100-летия Владивостока, 159

М. А. Медков

Институт химии ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: grishchenko@ich.dvo.ru
Россия, 690022, Владивосток, пр-т 100-летия Владивостока, 159

Список литературы

  1. Wang H., Zhao G., Wang S. et al. // Nanoscale. 2022. V. 14. № 3. P. 823. https://doi.org/10.1039/d1nr06959d
  2. Rao Y.B., Bharathi K.K., Patro L.N. // Solid State Ionics. 2021. V. 366–377. P. 115671. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2021.115671
  3. Майоров П.А., Асабина Е.А., Петьков В.И. и др. // Журн. неорган. химии. 2020. Т. 65. № 5. С. 660. https://doi.org/10.31857/S0044457X2005013X
  4. Kim H.J., Choi J.W., Kim S.D., Yoo K.S. // Mater. Sci. Forum. 2007. V. 544–545. P. 925. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.544-545.925
  5. Tetsuya K., Miyachi Y., Shimanoe K., Yamazoe N. // Sens. Actuators, B: Chem. 2001. V. 80. № 1. P. 28. https://doi.org/10.1016/S0925-4005(01)00878-4
  6. Paściak G., Mielcarek W., Prociów K., Warycha J. // Ceram. Int., Part. B. 2014. V. 40. № 8. P. 12783. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2014.04.132
  7. Jalalian-Khakshour A., Phillips Ch., Jackson L. et al. // J. Mater. Sci. 2020. V. 55. P. 2291. https://doi.org/10.1007/s10853-019-04162-8
  8. Naqash S., Sebold D., Tietz F., Guillon O. // J. Am. Ceram. Soc. 2019. V. 102. № 3. P. 1057. https://doi.org/10.1111/jace.15988
  9. Yang G., Zhai Y., Yao J. et al. // Chem. Commun. 2021. V. 57. P. 4023. https://doi.org/10.1039/d0cc07261c
  10. Zhang S., Quan B., Zhiyong Z., Zhao B. // Mater. Lett. 2004. V. 58. № 1. P. 226. https://doi.org/10.1016/S0167-577X(03)00450-6
  11. Porkodi P., Yegnaraman V., Kamaraj P. et al. // Chem. Mater. 2008. V. 20. № 20. P. 6410. https://doi.org/10.1021/cm800208k
  12. Shimizu Y., Azuma Y., Michishita S. // J. Mater. Chem. 1997. V. 7. P. 1487.
  13. Zhou M. // Sens. Actuators, B: Chem. 2007. V. 122. № 2. P. 419. https://doi.org/10.1016/j.snb.2006.06.011
  14. Ignaszak A., Pasierb P., Gajerski R., Komornicki S. // Thermochim. Acta. 2005. V. 426. № 1–2. P. 7. https://doi.org/10.1016/j.tca.2004.07.002
  15. Fuentes R.O., Figueiredo F., Soares M.R., Marques F.-M.B. // J. Eur. Ceram. Soc. 2005. V. 25. № 4. P. 455. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2004.02.019
  16. Fuentes R.O., Marques F.M.B., Franco J.I. // Bol. Soc. Esp. Cerám. Vidrio. 1999. V. 38. № 6. P. 631.
  17. Fuentes R.O., Figueiredo F., Marques F.-M.B., Franco J.I. // Solid State Ionics. 2001. V. 139. № 3–4. P. 309. https://doi.org/10.1016/S0167-2738(01)00683-X
  18. Narayanan S., Reid S., Butler S., Thangadurai V. // Solid State Ionics. 2019. V. 331. P. 22. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2018.12.003
  19. Naqash S., Ma Q., Tietz F., Guillon O. //Solid State Ionics. 2017. V. 302. P. 83. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2016.11.004
  20. Oh J.A.S., He L., Plewa A. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2019. V. 11. № 43. P. 40125. https://doi.org/10.1021/acsami.9b14986
  21. Fuentes R.O., Figueiredo F.M., Marques F.M.B., Franco J.I. // Solid State Ionics. 2001. V. 140. № 1–2. P. 173. https://doi.org/10.1016/S0167-2738(01)00701-9
  22. Lee J.S., Chang C.M., Lee Y.I. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2004. V. 87. № 2. P. 305. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2004.00305.x

Дополнительные файлы


© Д.Н. Грищенко, В.Г. Курявый, А.Б. Подгорбунский, М.А. Медков, 2023