Протонная проводимость в In, Mg-допированных титанатах висмута со структурой типа пирохлора (300,00 руб.)

Химия в интересах устойчивого развития 24 (2016) 687–692 УДК 544.228 DOI: 10.15372/KhUR20160513 Протонная проводимость в In, Mg-допированных титанатах висмута со структурой типа пирохлора А. <...> ПИЙР1 1Институт химии Коми НЦ Уральского отделения РАН, Сыктывкар, Россия E-mail: alexey-krasnov@rambler.ru 2Ухтинский государственный технический университет, Ухта, Россия (Поступила 21.12.15; после доработки 24.03.16) Аннотация С помощью твердофазного синтеза и методом сжигания нитрат-органических прекурсоров получены новые твердые растворы титанатов висмута со структурой типа пирохлора Bi2 – yInxTi2O7– δ (y = 0.4 при x = 0.2–0.6; y = 0.6 при x = 0.4–0.6) и Bi2 – yMgxTi2O7– δ (y = 0.4 при x = 0.05–0.3; y = 0.6 при x= 0.1–0.6). <...> На основании сопоставления пикнометрической и рентгенографической плотностей соединений предложен вариант распределения атомов допантов (In, Mg) по кристаллографическим позициям структуры пирохлора. <...> Показано, что атомы индия и магния заселяют изначально вакантные А (Bi)-позиции структуры пирохлора. <...> С повышением содержания допанта часть атомов In и Mg занимают B (Ti)-позиции. <...> Результаты полнопрофильной обработки дифрактограммы соединения Bi1.6In0.4Ti2O7, выполненной с различными вариантами распределения допанта (In), совпадают с результатами сопоставления пикнометрической плотности и плотностей, рассчитанных для определенного катионного распределения – попадания всех атомов индия в вакантные A (Bi)-позиции. <...> Установлено, что наличие вакансий в висмутовой и кислородной подрешетке O′ структуры пирохлора приводит к появлению протонной проводимости во влажной атмосфере в области температур 240–640 °C. <...> Соединения Bi1.6In0.2Ti2O6.7 и Bi1.4Mg0.1Ti2O6.2 характеризуются величиной протонной проводимости, равной 2.2 ⋅ 10–6 См/см при температуре 400 °C и частоте прилагаемого поля 1 кГц, что на 1.5–2 порядка выше при измерении этого параметра в условиях сухой атмосферы воздуха. <...> Ключевые слова: допированные титанаты висмута, пирохлор, катионное распределение, протонная проводимость ВВЕДЕНИЕ Соединения с протонной <...>