Одержання та особливості утворення двошарових індатів BaNd2–xSmxIn2O7

Ю.О. Тітов; Н.Ю. Струтинська; В.В. Чумак

doi:10.15407/dopovidi2023.03.082

Одержання та особливості утворення двошарових індатів BaNd2–xSmxIn2O7

Автор(и)

Ю.О. Тітов Київський національний університет імені Тараса Шевченка https://orcid.org/0000-0001-9900-3751
Н.Ю. Струтинська Київський національний університет імені Тараса Шевченка https://orcid.org/0000-0001-9738-9689
В.В. Чумак Житомирський державний університет імені Івана Франка https://orcid.org/0000-0001-5892-3703

DOI:

https://doi.org/10.15407/dopovidi2023.03.082

Ключові слова:

сполуки типу An+1BnO3n+1, механізми синтезу, шарувата перовськітоподібна структура

Анотація

Методами рентгенівської порошкової дифракції встановлено основні закономірності впливу ізовалентного заміщення атомів А-позиції в шаруватій перовськітоподібній структурі індату BaNd₂In₂O₇ на механізми утворення двошарових фаз типу BaNd_2–хSm_хIn₂O₇ (х = 0, 1, 1,6 та 1,8) послідовною термообробкою шихти спільно закристалізованих солей. Показано, що стадійність механізмів утворення і характер послідовності фазових перетворень визначається як складом, так і ступенем заміщення атомів неодиму. Встановлено, що формування високовпорядкованої шаруватої структури BaNd_2–хSm_хIn₂O₇ (х = 0 та 1) відбувається за температури Т > 1570 К шляхом структурної трансформації проміжного тривимірного дефектного перовськіту загального складу (Ba_yLn_z)InO_3–_δ із статистичним розподілом атомів Ba, Ln та оксигенових вакансій. Формування двошарових BaNd_2–хSm_хIn₂O₇ (х = 1,6 та 1,8) відбувається двома шляхами: як взаємодією дефектного ромбічного перовськіту (Ba_yLn_z)InO_3–_δ з проміжною фазою Ba(In,Sm,Nd)O₄, так і шляхом структурної трансформації дефектного перовськіту (Ba_yLn_z)InO_3–_δ. Визначено оптимальні умови синтезу однофазних BaNd_2–хSm_хIn₂O₇ з двошаровою перовськітоподібною структурою.

Завантаження

Посилання

Kato, S., Ogasawara, M., Sugai, M. & Nakata, S. (2002). Synthesis and oxide ion conductivity of new layered perovskite La1–xSr1+xInO4–d. Solid state ionics, 149, No. 1-2, pp. 53-57. https://doi.org/10.1016/S0167-2738(02)00138-8

Schaak, R. E. & Mallouk, T. E. (2002). Perovskites by design: a toolbox of solid-state reactions. Chem. Mater., 14, No. 4, pp. 1455-1471. https://doi.org/10.1021/cm010689m

Xiao, H., Liu, P., Wang, W., Ran, R., Zhou, W. & Shao, Z. (2020). Ruddlesden–Popper perovskite oxides for photocatalysis-based water splitting and wastewater treatment. Energy Fuels, 34, No. 8, pp. 9208-9221.

https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.0c02301

Ding, P., Li, W., Zhao, H., Wu, C., Zhao, L., Dong, B. & Wang, S. (2021). Review on Ruddlesden–Popper perovskites as cathode for solid oxide fuel cells. J. Phys. Mater., 4, No. 2, 022002. https://doi.org/10.1088/2515-7639/abe392

Rao, C. N. R. & Raveau, B. (1998). Transition metal oxides: structure, properties, and synthesis of ceramic oxides. New York, Chichester, Wemheim: Villey-VCH.

Titov, Yu., Nedilko, S. G., Chornii, V., Scherbatskii, V., Belyavina, N., Markiv, V. & Polubinskii, V. (2015). Crystal structure and luminescence of layered perovskites Sr3LnInSnO8. Solid State Phenom., 230, pp. 67-72.

https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.230.67

Titov, Y., Belyavina, N., Slobodyanik, M., Nakonechna, O., Strutynska, N. & Tymoshenko, M. (2020). Effect of isovalent substitution on the crystal structure and properties of two-slab indates BaLa2–xSmxIn2O7. Open Chem., 18, No. 1, pp. 1294-1303. https://doi.org/10.1515/chem-2020-0090

Titov, Y. O., Slobodyanik, M. S. & Krayevska, Ya. A. (2011). Peculiarities of mechanisms formation of slab indates AIILanInnO3n+1 (AII = Sr, Ba) from the systems of co-crystallized nitrates. Ukr. Khim. Zhurn., 77, No. 6, pp. 73-76 (in Ukrainian).

Titov, Y. O., Slobodyanik, M. S., Krayevska, Ya. A. & Chumak, V. V. (2008). Peculiarities of formation of slab scandates (SrO)(LaScO3)n from the systems of co-precipitated hydroxy-oxalates and crystallized nitrates. Ukr. Khim. Zhurn., 74, No. 9, pp. 34-39 (in Ukrainian).

Titov, Y. O., Slobodyanik, M. S., Krayevska, Ya. A. & Chumak, V. V. (2010). Peculiarities of mechanisms formation of slab scandates SrLnnScnO3n+1 from the systems of co-crystallized nitrates. Ukr. Khim. Zhurn., 76, No. 5, pp. 11-16 (in Ukrainian).

Dashevskyi, M., Boshko, O., Nakonechna, O. & Belyavina, N. (2017). Phase transformations in equiatomic Y—Cu powder mixture at mechanical milling. Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 39, No. 4, pp. 541-552. https://doi.org/10.15407/mfint.39.04.0541

##submission.downloads##

Опубліковано

11.07.2023

Як цитувати

Тітов, Ю., Струтинська, Н., & Чумак, В. (2023). Одержання та особливості утворення двошарових індатів BaNd2–xSmxIn2O7. Доповіді Національної академії наук України, (3), 82–88. https://doi.org/10.15407/dopovidi2023.03.082