Синтез, термодинамические свойства и ионная проводимость соединений на основе ниобатов висмута, замещенных редкоземельными элементами (обзор)

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Представлены методы синтеза, термодинамические и функциональные свойства соединений на основе ниобатов висмута, замещенных редкоземельными элементами. Данные соединения являются перспективными материалами для топливных элементов, керамических кислородных генераторов, электрокатализа и др. Как показал обзор, большинство соединений имеют кубическую структуру δ-формы оксида висмута, которая обладает самой высокой ионной проводимостью среди твердотельных ионных проводников. Соединения обладают высокой энтальпией решетки и поэтому являются перспективными высокоэнергетическими соединениями. В обзоре рассмотрены работы по базовым термодинамическим характеристикам ниобатов висмута, замещенных редкоземельными элементами. Проанализировано изменение стандартных энтальпий образования, энтальпий решеток, теплоемкости при замене одного редкоземельного элемента другим. Показано, что с уменьшением радиуса РЗЭ стандартные энтальпии образования и энтальпии решеток увеличиваются. Изучено изменение ионной проводимости при изменении температуры и содержания редкоземельного элемента. Показано, что с увеличением температуры и содержания РЗЭ проводимость увеличивается.

Sobre autores

Н. Мацкевич

Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН

Autor responsável pela correspondência
Email: nata.matskevich@yandex.ru
Россия, 630090, Новосибирск, пр-т Академика Лаврентьева, 3

А. Семерикова

Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН

Email: nata.matskevich@yandex.ru
Россия, 630090, Новосибирск, пр-т Академика Лаврентьева, 3

Д. Самошкин

Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН; Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН

Email: nata.matskevich@yandex.ru
Россия, 630090, Новосибирск, пр-т Академика Лаврентьева, 3; Россия, 630090, Новосибирск, пр-т Академика Лаврентьева, 1

С. Станкус

Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН

Email: nata.matskevich@yandex.ru
Россия, 630090, Новосибирск, пр-т Академика Лаврентьева, 1

В. Зайцев

Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН; Сибирский государственный университет водного транспорта

Email: nata.matskevich@yandex.ru
Россия, 630090, Новосибирск, пр-т Академика Лаврентьева, 3; Россия, 630099, Новосибирск, ул. Щетинкина, 33

В. Кузнецов

Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН

Email: nata.matskevich@yandex.ru
Россия, 630090, Новосибирск, пр-т Академика Лаврентьева, 3

А. Новиков

Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН

Email: nata.matskevich@yandex.ru
Россия, 630090, Новосибирск, пр-т Академика Лаврентьева, 3

Bibliografia

  1. Punn R., Feteira A.M., Sinclair D.C. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2006. V. 128. P. 15386. https://doi.org/10.1021/ja065961d
  2. Ivanov S.A., Stash A.I., Bush A.A. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. P. 588. https://doi.org/10.1134/S0036023622050096
  3. Matskevich N.I., Wolf T., Greaves C. et al. // J. Alloys Compd. 2014. V. 582. P. 253. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.07.135
  4. Emhjellen L.K., Xing W., Li Z. et al. // J. Membr. Sci. 2022. V. 660. P. 120875. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2022.120875
  5. Ershov D.S., Besprozvannykh N.V., Sinel’shchikova O.Y. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. P. 105. https://doi.org/10.1134/S003602362201003X
  6. Drache M., Roussel P., Wignacourt J.P. // Chem. Rev. 2007. V. 107. P. 80. https://doi.org/10.1021/cr050977s
  7. Balci M., Saatci B., Cerit S. et al. // Solid State Ionics. 2022. V. 387. P. 116060. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2022.116060
  8. Proskurina O.V., Sokolova A.N., Sirotkin A.A. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. P. 163. https://doi.org/10.1134/S0036023621020157
  9. Bandyopadhyay S., Dutta A. // J. Phys. Chem. Solids. 2017. V. 102. P. 12. https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2016.11.001
  10. Lomakin M.S., Proskurina O.V., Levin A.A. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. P. 820. https://doi.org/10.1134/S0036023622060134
  11. Weber M., Rodriguez R.D., Zahn D.R. et al. // Inorg. Chem. 2022. V. 61. P. 1571. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.1c03330
  12. Akazawa H. // Ceram. Int. 2023. V. 49. P. 9069. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.11.064
  13. Matskevich N.I., Wolf Th., Greaves C. et al. // J. Chem. Thermodyn. 2015. V. 91. P. 234. https://doi.org/10.1016/j.jct.2015.07.036
  14. Weber M., Schlesinger M., Mehring M. // Cryst. Growth Des. 2016. V. 16. P. 5678. https://doi.org/10.1021/acs.cgd.6b00628
  15. Crumpton T.E., Mosselmans J.F.W., Greaves C. // J. Mater. Chem. 2005. V. 15. P. 164. https://doi.org/10.1039/b412108m
  16. Kekade S.S., Gaikwad P.V., Raut S.A. et al. // ACS Omega. 2018. V. 3. P. 5853. https://doi.org/10.1021/acsomega.8b00564
  17. Kaimieva O.S., Sabirova I.E., Buyanova E.S. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. P. 1348. https://doi.org/10.1134/S0036023622090054
  18. Wang X.P., Corbel G., Kodjikian S. et al. // J. Solid State Chem. 2006. V. 179. P. 3338. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2006.06.031
  19. Ai Zh., Ho W., Lee Sh. // Appl. Surf. Sci. 2012. V. 263. P. 266. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2012.09.041
  20. Keve E.T., Skapski A.C. // J. Solid State Chem. 1973. V. 8. P. 139. https://doi.org/10.1016/0022-4596(73)90009-1
  21. Lisinska-Czekaj A., Czekaj D. // Key Eng. Mater. 2012 V. 512–515. P. 1212. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.512-515.1212
  22. Lisinska-Czekaj A., Czekaj D., Plewa J. // Ciencia&Tecnol. Mater. 2017. V. 29. P. e215. https://doi.org/10.1016/j.ctmat.2016.03.003
  23. Wang N., Li W., Zhao M. et al. // J. Chin. Ceram. Soc. 2003. V. 31. P. 625.
  24. Hampl M., Leither J., Ruzicka K. et al. // J. Therm. Anal. Calorim. 2007. V. 87. P. 553. https://doi.org/10.1007/s10973-006-7732-x
  25. Hou J., Vaish R., Qu Y. et al. // J. Power Sources. 2010. V. 195. P. 2613. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2009.11.081
  26. Holdynski M., Sintyureva M., Liu X. et al. // J. Phys.: Condens. Matter. 2012. V. 24. P. 045904. http://dx.doi.org/0953-8984/12/045904C07
  27. Abrahams I., Kozanecka-Szmigiel A., Krok F. et al. // Solid State Ionics. 2006. V. 177. P. 1761. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2006.01.036
  28. Abrahams I., Krok F., Kozanecka-Szmigiel A. et al. // J. Power Sources. 2007. V. 173. P. 788. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.05.045
  29. Liu X., Abrahams I., Hull S. et al. // Solid State Ionics. 2011. V. 192. P. 176. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2010.07.018
  30. Malys M., Holdynski M., Krok F. et al. // J. Power Sources. 2009. V. 194. P. 16. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2009.01.001
  31. Krok F., Abrahams I., Holdynski M. et al. // Solid State Ionics. 2008. V. 179. P. 975. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2008.02.015
  32. Leszczynska M., Liu X., Wrobel W. et al. // J. Mater. Chem. A. 2014. V. 2. P. 18624. https://doi.org/10.1039/c4ta03225j
  33. Leszczynska M., Holdynski M., Krok F. et al. // Solid State Ionics. 2010. V. 181. P. 796. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2010.04.012
  34. Buyanova E.S., Kaimieva O.S., Shatokhina A.N. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2016. V. 61. P. 470. https://doi.org/10.1134/S0036023616040069
  35. Buyanova E.S., Petrova S.A., Mikhailovskaya Z.A. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2015. V. 60. P. 913. https://doi.org/10.1134/S0036023615080045
  36. Emel’yanova Yu.V., Mikhailovskaya Z.A., Buyanova E.S. et al. // Russ. J. Appl. Chem. 2017. V. 90. P. 354. https://doi.org/10.1134/S1070427217030053
  37. Emel’yanova Yu.V., Krylov A.A., Kazantseva A.D. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2019. V. 64. P. 151. https://doi.org/10.1134/S0036023619020050
  38. Kaymieva O.S., Tarasova O.A., Shatokhina A.N. et al. // Russ. J. Electrochem. 2013. V. 49. P. 652. https://doi.org/10.1134/S1023193513070057
  39. Matskevich N.I., Semerikova A.N., Gelfond N.V. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2020. V. 65. P. 743. https://doi.org/10.1134/S0036023620050162
  40. Matskevich N.I., Shlegel V.N., Stankus S.V. et al. // Mater. Today: Proceed. 2020. V. 25. P. 367. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.12.092
  41. Matskevich N.I., Semerikova A.N., Zaitsev V.P. et al. // J. Solid State Chem. 2022. V. 316. P. 123584. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2022.123584
  42. Matskevich N.I., Semerikova A.N., Gelfond N.V. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2023. V. 68. P. 229. https://doi.org/10.31857/S0044457X2260150X
  43. Matskevich N.I., Stankus S.V., Samoshkin D.A. et al. // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. V. 1677. P. 012169. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1677/1/012169
  44. Hughes J.T., Navrotsky A. // J. Am. Chem. Soc. 2011. V. 133. P. 9184. https://doi.org/dx.doi.org/10.1021/ja202132h
  45. Novikov A.A., Belova E.V., Uspenskaya I.A. // J. Chem. Eng. Data. 2019. V. 64. P. 4230. https://doi.org/10.1021/acs.jced.9b00292
  46. Tsvetkov D.S., Mazurin M.O., Malyshkin D.A. et al. // J. Chem. Thermodyn. 2022. V. 174. P. 106857. https://doi.org/10.1016/j.jct.2022.106857
  47. Bannikov D.O., Safronov A.P., Cherepanov V.A. // Thermochim. Acta. 2006. V. 451. P. 22. https://doi.org/10.1016/j.tca.2006.08.004
  48. Matskevich N.I., Wolf Th., Pochivalov Yu.I. // Inorg. Chem. 2008. V. 47. P. 2581. https://doi.org/10.1021/ic701875h
  49. Voskanyan A.A., Jayanthi K., Navrotsky A. // Chem. Mater. 2022. V. 34. P. 10311. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.2c01569
  50. Sereda V.V., Tsvetkov D.S., Sednev A.L. et al. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2018. V. 20. P. 20108. https://doi.org/10.1039/C8CP03782E
  51. Gagarin P.G., Gus’kov A.V., Gavrichev K.S. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. P. 1803. https://doi.org/10.1134/S0036023622601015
  52. Gagarin P.G., Guskov A.V., Guskov V.N. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. P. 2181. https://doi.org/10.1134/s0036023622602070
  53. Khorishilov A.V., Guskov V.N., Guskov A.V. et al. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2022. V. 96. P. 918. https://doi.org/10.1134/s0036024422050144
  54. Jayanthi K., Neilsen G., Navrotsky A. et al. // J. Phys. Chem. C. 2023. V. 127. P. 3760. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.2c08217
  55. Glushko V.P. Termicheskie Konstanty Veshchestv (Thermal Constants of Substances), VINITI, Moscow. 1965–1982. Iss. 1–10.
  56. Leitner J., Nevrina M., Sedmidubsky D. et al. // J. Alloys Compd. 2011. V. 509. P. 4940. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2011.02.007
  57. Matskevich N.I., Wolf Th., Vyazovkin I.V. et al. // J. Alloys Compd. 2015. V. 628. P. 126. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.11.220
  58. Matskevich N.I., Matskevich M.Yu., Wolf Th. et al. // J. Alloys Compd. 2013. V. 577. P. 148. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.04.194
  59. Matskevich N.I., Bryzgalova A.N., Wolf Th. et al. // J. Chem. Thermodyn. 2012. V. 53. P. 23. https://doi.org/10.1016/j.jct.2012.04.003
  60. Kilday M.V. // J. Res. Nat. Bur. Stand. 1980. V. 85. P. 467.
  61. Gunther C., Pfestorf R., Rother M. et al. // J. Therm. Anal. Calorim. 1988. V. 33. P. 359. https://doi.org/10.1007/BF01914624
  62. Cordfunke E.H.P., Konings R.J.M. // Thermochim. Acta. 2001. V. 375. P. 65. https://doi.org/10.1016/S0040-6031(01)00510-X
  63. Hennig C., Oppermann H. // Z. Naturforsch. B. 1997.V. 52. P. 1517. https://doi.org/10.1515/znb-1997-1213
  64. Cordfunke E.H.P., Konings R.J.M. // Thermochim. Acta. 2001. V. 375. P. 17. https://doi.org/10.1016/S0040-6031(01)00509-3
  65. Мацкевич Н.И., Станкус С.В., Самошкин Д.А. et al. // XXXVI Сиб. Теплофиз. Семинар. Новосибирск, 2020. С. 265.
  66. Hervoches C.H., Greaves C. // J. Mater. Chem. 2010. V. 20. P. 6759. https://doi.org/10.1039/c0jm01385d
  67. Hervoches C.H., Greaves C. // Solid State Ionics. 2014. V. 254. P. 032. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2013.10.032
  68. Punn R., Gameson I., Berry F. et al. // Phys. Chem. Solids. 2008. V. 69. P. 2687. https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2008.07.003
  69. Glasser L., Jenkins H.D.B. // Chem. Soc. Rev. 2005. V. 34. P. 866. https://doi.org/10.1039/b501741f
  70. Glasser L. // Inorg. Chem. 2010. V. 49. P. 3424. https://doi.org/10.1021/ic902475n
  71. Glasser L., Jenkins H.D.B. // Inorg. Chem. 2011. V. 50. P. 8565. https://doi.org/10.1021/ic201093p
  72. Matskevich N.I., Wolf Th., Matskevich M.Yu. // J. Chem. Thermodyn. 2018. V. 118. P. 188. https://doi.org/10.1016/j.jct.2017.11.010
  73. Matskevich N.I., Shlegel V.N., Sednev A.L. et al. // J. Chem. Thermodyn. 2020. V. 143. P. 106059. https://doi.org/10.1016/j.jct.2020.106059
  74. Matskevich N.I., Semerikova A.N., Shlegel V.N. et al. // J. Alloys Compd. 2021. V. 850. P. 156683. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.156683
  75. Shannon R.D. // Acta Crystallogr. 1976. V. A32. P. 751. https://doi.org/10.1107/S0567739476001551
  76. Matskevich N.I., Wolf Th., Semerikova A.N. et al. // J. Chem. Thermodyn. 2019. V. 135. P. 143. https://doi.org/10.1016/j.jct.2019.03.034
  77. Koto K., Shulz H., Huggins R.A. // Solid State Ionics. 1980. V. 1. P. 355. https://doi.org/10.1016/0167-2738(80)90034-X

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2.

Baixar (104KB)
Metadados
3.

Baixar (91KB)
Metadados
4.

Baixar (50KB)
Metadados
5.

Baixar (48KB)
Metadados
6.

Baixar (48KB)
Metadados
7.

Baixar (83KB)
Metadados
8.

Baixar (85KB)
Metadados
9.

Baixar (68KB)
Metadados
10.

Baixar (64KB)
Metadados
11.

Baixar (126KB)
Metadados
12.

Baixar (45KB)
Metadados
13.

Baixar (148KB)
Metadados
14.

Baixar (465KB)
Metadados
15.

Baixar (85KB)
Metadados
16.

Baixar (92KB)
Metadados
17.

Baixar (118KB)
Metadados
18.

Baixar (37KB)
Metadados
19.

Baixar (101KB)
Metadados
20.

Baixar (122KB)
Metadados
21.

Baixar (112KB)
Metadados
22.

Baixar (108KB)
Metadados
23.

Baixar (80KB)
Metadados
24.

Baixar (87KB)
Metadados
25.

Baixar (79KB)
Metadados
26.

Baixar (84KB)
Metadados
27.

Baixar (128KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Н.И. Мацкевич, А.Н. Семерикова, Д.А. Самошкин, С.В. Станкус, В.П. Зайцев, В.А. Кузнецов, А.Ю. Новиков, 2023

Este site utiliza cookies

Ao continuar usando nosso site, você concorda com o procedimento de cookies que mantêm o site funcionando normalmente.

Informação sobre cookies