Издателям
Вышедшие номера
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
  1. T. Uda, D.A. Boysen, C.R.I. Chisholm, S.M. Haile. Electrochem. Solid State Lett. 9, A261 (2006)
  2. D.A. Boysen, T. Uda, C.R.I. Chisholm, S.M. Haile. Science 303, 68 (2004)
  3. T. Uda, S.M. Haile. Electrochem. Solid State Lett. 8, A245 (2005)
  4. S.M. Haile, C.R.I. Chisholm, K. Sasaki, D.A. Boysen, T. Uda. Faraday Discuss. 134, 17 (2007)
  5. 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)
  6. J. Otomo, N. Minagawa, C.-J. Wen, K. Eguchi, H. Takahashi. Solid State Ion. 156, 357 (2003)
  7. А.И. Баранов. Кристаллография 48, 6, 1081 (2003)
  8. В.Г. Пономарева, В.В. Марцинкевич, Ю.А. Чесалов. Электрохимия 47, 5, 645 (2011)
  9. V.V. Martsinkevich, V.G. Ponomareva. Solid State Ion. 225, 236 (2012)
  10. A. Ikeda, D.A. Kitchaev, S.M. Haile. J. Mater. Chem. A 2, 204 (2014)
  11. В.Г. Пономарева, И.Н. Багрянцева. Неорган. материалы 48, 2, 231 (2012)
  12. V.G. Ponomareva, E.S. Shutova. Solid State Ion. 178, 729 (2007)
  13. A. Ikeda, S.M. Haile. Solid State Ion. 213, 63 (2012)
  14. T. Matsui, T. Kukino, R. Kikuchi, K. Eguchi. J. Electrochem. Soc. 153, 2, A339 (2006)
  15. В.Г. Пономарева, Е.С. Шутова, Г.В. Лаврова. Неорган. материалы. 44, 9, 1131 (2008)
  16. J.D. Gilbert, P.G. Lenhert, L.K. Wilson. Acta Cryst. B 33, 3533 (1977)
  17. В.М. Агре, И.А. Кроль, В.К. Трунов, Г.М. Серебреникова. Кристаллография 21, 4, 722 (1976)
  18. J.D. Gilbert, P.G. Lenhert. Acta Cryst. B 34, 3309 (1978)
  19. Л.П. Соловьева, С.В. Цыбуля, В.А. Заболотный. Поликристалл --- система программ для структурных расчетов. ИК СО РАН, Новосибирск (1988). 122 с
  20. Y. Uesu, J. Kobayashi. Phys. Status Solidi A 34, 475 (1976)
  21. А. Вест. Химия твердого тела. Мир, М. (1988). Т. 1. 558 c
  22. С.R.I. Chisholm, L.A. Cowan, S.M. Haile, W.T. Klooster. Chem. Mater. 13, 2574 (2001)
  23. C.E. Botez, H. Martinez, R.J. Tackett, R.R. Chianelli, J. Zhang, Y. Zhao. J. Phys.: Condens. Matter 21, 325401 (2009)
  24. R.D. Shannon, C.T. Prewitt. Acta Cryst. 26, 925 (1969)
  25. V. Ponomareva, V. Martsinkevich. In: Abstr. Int. Conf. "Ion transport in organic and inorganic membranes". Krasnodar--Sochi (2015). P. 236
  26. Атлас инфракрасных спектров фосфатов. Ортофосфаты / Под ред. И.В. Тананаева. Наука, М. (1981). 248 c
  27. B. Marchon, A. Novak. J. Chem. Phys. 78, 5, 2105 (1983)
  28. А.К. Иванов-Шиц, И.В. Мурин. Ионика твердого тела. СПбГУ, СПб. (2010). Т. 2. 1000 с
  29. Н.Ф. Уваров. Композиционные твердые электролиты. Изд-во СО РАН, Новосибирск (2008). 258 c
  30. А.Б. Ярославцев. Успехи химии 78, 1094 (2009)
  31. В.Г. Пономарева. В кн.: Мембраны и мембранные технологии / Под ред. А.Б. Ярославцева. Научный мир, М. (2013). С. 169
  32. 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.