Получение NASICON состава Na 3 Zr 2 Si 2 PO 12  пиролизом органических растворов: особенности фазообразования

Грищенко Д. Н.; Курявый В. Г.; Подгорбунский А. Б.; Медков М. А.

doi:10.31857/S0044457X22601043

Получение NASICON состава Na₃Zr₂Si₂PO₁₂ пиролизом органических растворов: особенности фазообразования

Authors: Грищенко Д.¹, Курявый В.¹, Подгорбунский А.¹, Медков М.¹
Affiliations:
1. Институт химии ДВО РАН
Issue: Vol 68, No 1 (2023)
Pages: 17-25
Section: СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
URL: https://journals.rcsi.science/0044-457X/article/view/136303
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044457X22601043
EDN: https://elibrary.ru/GVETOJ
ID: 136303

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

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.

Keywords

пиролиз органических растворов, NASICON, параметры элементарной ячейки, фазовый состав, твердый электролит, ионная проводимость

References

Wang H., Zhao G., Wang S. et al. // Nanoscale. 2022. V. 14. № 3. P. 823. https://doi.org/10.1039/d1nr06959d
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
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
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
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
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
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
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
Yang G., Zhai Y., Yao J. et al. // Chem. Commun. 2021. V. 57. P. 4023. https://doi.org/10.1039/d0cc07261c
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
Porkodi P., Yegnaraman V., Kamaraj P. et al. // Chem. Mater. 2008. V. 20. № 20. P. 6410. https://doi.org/10.1021/cm800208k
Shimizu Y., Azuma Y., Michishita S. // J. Mater. Chem. 1997. V. 7. P. 1487.
Zhou M. // Sens. Actuators, B: Chem. 2007. V. 122. № 2. P. 419. https://doi.org/10.1016/j.snb.2006.06.011
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
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
Fuentes R.O., Marques F.M.B., Franco J.I. // Bol. Soc. Esp. Cerám. Vidrio. 1999. V. 38. № 6. P. 631.
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
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
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
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
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
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