Исследование условий образования литийпроводящих наноматериалов (Li,La){Ti,Nb,Ta}O со структурой дефектного перовскита
Методом Печини с использованием хлоридов и нитратов металлов получены наночастицы литийсодержащих титаната, ниобата и танталата лантана со структурой дефектного перовскита. Показано, что образование титаната лития—лантана со средним размером частиц d ≅ 15 нм происходит при Т ≅ 970 К. Формирование пе...
Saved in:
| Published in: | Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
2010
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/73201 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Исследование условий образования литийпроводящих наноматериалов (Li,La){Ti,Nb,Ta}O со структурой дефектного перовскита / С.Д. Кобылянская, О.Н. Гавриленко, А.Г. Белоус // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2010. — Т. 8, № 4. — С. 993-1002. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859653543843069952 |
|---|---|
| author | Кобылянская, С.Д. Гавриленко, О.Н. Белоус, А.Г. |
| author_facet | Кобылянская, С.Д. Гавриленко, О.Н. Белоус, А.Г. |
| citation_txt | Исследование условий образования литийпроводящих наноматериалов (Li,La){Ti,Nb,Ta}O со структурой дефектного перовскита / С.Д. Кобылянская, О.Н. Гавриленко, А.Г. Белоус // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2010. — Т. 8, № 4. — С. 993-1002. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології |
| description | Методом Печини с использованием хлоридов и нитратов металлов получены наночастицы литийсодержащих титаната, ниобата и танталата лантана со структурой дефектного перовскита. Показано, что образование титаната лития—лантана со средним размером частиц d ≅ 15 нм происходит при Т ≅ 970 К. Формирование перовскита Li₀,₅La₀,₅TiO₃ проходит в одну стадию без промежуточных соединений, в отличие от других методов синтеза данного сложного оксида. Получены плёнки титаната, ниобата и танталата лития—лантана. Показано влияние рН геля на их фазовый состав.
Методою Печіні з використанням хльоридів та нітратів металів одержано наночастинки літійвмісних титанату, ніобату та танталату лантану зі структурою дефектного перовськиту. Показано, що утворення титанату літію—лантану з середнім розміром частинок d ≅ 15 нм відбувається при Т ≅ 970 К. Формування перовськиту Li₀,₅La₀,₅TiO₃ відбувається в одну стадію без проміжних сполук, на відміну від інших метод синтези даного складного оксиду. Одержано плівки титанату, ніобату та танталату літію—лантану. Показано вплив рН ґелю на їх фазовий склад.
Lithium-containing nanoparticles of the lanthanum titanate, niobate or tantalate with defect perovskite structure are obtained by the Pechini method using chlorides and nitrates of metals. As shown, the formation of lanthanum—lithium titanate with an average particle size d ≅ 15 nm occurs at T ≅ 970 K. The Li₀,₅La₀,₅TiO₃ perovskite is formed during one stage without intermediate compounds, in contrast to other methods of synthesis of this complex oxide. Films of the lithium—lanthanum titanate, niobate or tantalate are obtained. The effect of pH gel on films phase composition is demonstrated.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:36:36Z |
| format | Article |
| fulltext |
993
PACS numbers:61.05.cp, 61.43.Hv,77.84.Dy,81.07.Wx,81.20.Fw,82.33.Ln, 82.47.Aa
Исследование условий образования
литийпроводящих наноматериалов (Li,La){Ti,Nb,Ta}O
со структурой дефектного перовскита
С. Д. Кобылянская, О. Н. Гавриленко, А. Г. Белоус
Институт общей и неорганической химии НАН Украины,
просп. Палладина, 32/34,
03680, ГСП, Киев-142, Украина
Методом Печини с использованием хлоридов и нитратов металлов полу-
чены наночастицы литийсодержащих титаната, ниобата и танталата лан-
тана со структурой дефектного перовскита. Показано, что образование
титаната лития—лантана со средним размером частиц d ≅ 15 нм происхо-
дит при Т ≅ 970 К. Формирование перовскита Li0,5La0,5TiO3 проходит в од-
ну стадию без промежуточных соединений, в отличие от других методов
синтеза данного сложного оксида. Получены плёнки титаната, ниобата и
танталата лития—лантана. Показано влияние рН геля на их фазовый со-
став.
Методою Печіні з використанням хльоридів та нітратів металів одержано
наночастинки літійвмісних титанату, ніобату та танталату лантану зі
структурою дефектного перовськиту. Показано, що утворення титанату
літію—лантану з середнім розміром частинок d ≅ 15 нм відбувається при
Т ≅ 970 К. Формування перовськиту Li0,5La0,5TiO3 відбувається в одну ста-
дію без проміжних сполук, на відміну від інших метод синтези даного
складного оксиду. Одержано плівки титанату, ніобату та танталату лі-
тію—лантану. Показано вплив рН ґелю на їх фазовий склад.
Lithium-containing nanoparticles of the lanthanum titanate, niobate or tan-
talate with defect perovskite structure are obtained by the Pechini method
using chlorides and nitrates of metals. As shown, the formation of lantha-
num—lithium titanate with an average particle size d ≅ 15 nm occurs at
T ≅ 970 K. The Li0.5La0.5TiO3 perovskite is formed during one stage without
intermediate compounds, in contrast to other methods of synthesis of this
complex oxide. Films of the lithium—lanthanum titanate, niobate or tantalate
are obtained. The effect of pH gel on films phase composition is demonstrat-
ed.
Ключевые слова: титанаты, танталаты, ниобаты, золь—гель, перовскит-
Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies
2010, т. 8, № 4, сс. 993—1002
© 2010 ІМФ (Інститут металофізики
ім. Г. В. Курдюмова НАН України)
Надруковано в Україні.
Фотокопіювання дозволено
тільки відповідно до ліцензії
994 С. Д. КОБЫЛЯНСКАЯ, О. Н. ГАВРИЛЕНКО, А. Г. БЕЛОУС
ная структура.
(Получено 27 октября 2010 г.)
1. ВВЕДЕНИЕ
Интерес к литийпроводящим твёрдым электролитам обусловлен воз-
можностью их использования в электрохимических сенсорах, хими-
ческих источниках энергии, электрохромных дисплеях и других
электрохимических устройствах [1]. Наличие значительного числа
вакансий и каналов миграции лития в структурах типа дефектного
перовскита систем Li3xLa2/3-x−1/3−2xTiO3, Li3xLa2/3−x−4/3−2x{Nb,Та}2O6 поз-
волило получить на их основе материалы с высокими значениями
проводимости по литию (σ ≅ 10
−3—10
−5
См⋅см−1
при 290 К) [2, 3].
Наиболее распространённым способом получения указанных си-
стем является твердофазный синтез [4—7]. Полнота протекания ре-
акции и степень однофазности конечного продукта зависят от одно-
родности смеси, пассивации частиц продуктами реакции и стехио-
метрии. Кроме того, при высокотемпературном спекании происхо-
дит агломерация продуктов [8, 9], не позволяющая получать тонко-
дисперсные порошки, интерес к которым в последнее время растет.
Кроме того, с уменьшением размера частиц литийпроводящего
электролита в отдельных случаях возможно увеличение циклируе-
мости химических источников тока [10]. Метод Печини [11, 12],
используемый при синтезе многих функциональных материалов,
позволяет получать частицы в наноразмерном масштабе, гомогени-
зировать смесь на молекулярном уровне, а также получать пленки.
Тонкоплёночные проводники необходимы для использования их в
компактных аккумуляторах, сенсорах и др. [13].
Для изготовления тонкоплёночных электролитов разработаны
такие методы как химическое осаждения из паровой фазы [14],
магнетронное распыление [15], взрывное испарение [16], импульс-
ная лазерная абляция [17], напылённое покрытие [18]. Метод Пе-
чини можно рассматривать в качестве хорошего кандидата для из-
готовления тонкоплёночных электролитов с такими преимуще-
ствами, как низкая температура спекания и простое управление
стехиометрии.
Использование в качестве исходных реагентов при синтезе солей
металлов позволило избежать таких недостатков алкоксидных
прекурсоров, как высокая цена и необходимость использования
инертной атмосферы.
Цель данной работы – синтез нанопорошков и плёнок литийсо-
держащих титанатов, ниобатов и танталатов лантана методом Пе-
чини, а также исследование их структурных особенностей.
ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ОБРАЗОВАНИЯ НАНОМАТЕРИАЛОВ (Li,La){Ti,Nb,Ta}O 995
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
В качестве исходных реагентов использовались кристаллогидраты
LiNO3⋅3H2O, La(NO3)3⋅6H2O. Хлориды металлов ТіCl4, TaCl5, NbCl5
(все квалификации «х.ч.») растворялись в изопропиловом спирте
(«х.ч.», iPrOH). В качестве комплексообразователя брали лимонную
кислоту («х.ч.», CA), полимеризующего агента – этиленгликоль
(«х.ч.», EG). Для получения ксерогеля полученный полимер нагре-
вали при Т = 370 К (время – 12 часов). Порошок прекурсоров полу-
чали обжигом полимера при Т = 570 К. Термообработку порошков
выполняли в интервале температур от 770 до 1720 К (время – 1 час).
Плёнки наносились на подложки из поликора (α-Al2O3). Подго-
товка подложек для нанесения плёнок заключалась в их обработке
горячим раствором концентрированных H2SO4 и H2O2 (соотношение
1:3) в течение 30 мин. с последующей промывкой дистиллирован-
ной водой и просушкой в атмосфере аргона.
В гель, полученный смешиванием растворов солей металлов, ли-
монной кислоты и этиленгликоля добавлялся раствор аммиака
NH4OH («о.с.ч.», конц. 25%) до получения разных значений рН.
Сначала на подложку наносился шар ПАВ (1% водный раствор по-
лиэтиленимина), который покрывался слоем геля с дальнейшим
высушиванием при Т = 570 К. Эта процедура повторялась от 1 до 4
раз. Термообработка плёнок выполнялась при температурах 1370,
1470 и 1720 К (время – 1 час).
Микрофотографии нанопорошков получены с помощью транс-
миссионного электронного микроскопа SELMI ПЕМ-125К, на воль-
фрамовом катоде с рабочим ускорительным напряжением 100 кВ.
Определение фазового состава полученных продуктов выполняли
методом рентгенофазового анализа (РФА) (ДРОН-4, CuKα-
излучение; Ni-фильтр, дискретный режим с регулировкой шага
до ±0,01°; время экспозиции каждой точки составлял 6 с). Пара-
метры элементарной ячейки определяли методом полнопрофильно-
го анализа Ритвельда, используя рентгеновские данные.
Исследование фрактальной структуры выполняли методом ма-
лоуглового рассеяния рентгеновских лучей (SAXS). Съёмку выпол-
няли в режиме многоразового пошагового сканирования сцинтиля-
ционного детектора в диапазоне углов рассеяния от 0,03° до 4,0°.
Предварительная обработка данных выполнялась с использованием
программы FFSAXS.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Синтез нанопорошков (Li,La){Ti,Nb,Ta}O. Синтез прекурсоров для
получения образцов Li0.5La0.5ТіO3, Li0.5La0.5Nb2O6 и Li0.5La0.5Та2O6
выполняли модифицированным методом Печини. Хлориды титана,
996 С. Д. КОБЫЛЯНСКАЯ, О. Н. ГАВРИЛЕНКО, А. Г. БЕЛОУС
ниобия и тантала растворяли в изопропиловом спирте. При этом
возможно образование частично замещённых алкоксидов согласно
реакции [19]:
TiCl4 + 2iPrOH → TiCl2(OiPr)2 + 2HCl, (1)
Nb(Та)Cl5 + 3iPrOH → Nb(Та)Cl2(OiPr)3 + 3HCl. (2)
К полученному раствору добавляли лимонную кислоту, которая
способствовать образованию цитратных комплексов согласно [20]:
TiCl2(OiPr)2 + 2H3Cit → [TiO(H2Cit)2] + 2iPrOH + 2, (3)
Nb(Та)Cl2(OiPr)3 + 3H3Cit → [Nb(Та)O(H2Cit)3] + 3iPrOH + 2HCl. (4)
Добавление этиленгликоля сопровождалось образованием про-
зрачных растворов. При этом образование устойчивых комплек-
сов [21]:
TiCl2(OiPr)2 + 4HO—CH2CH2—OH →
→ Ti(OC2H4OH)4⋅iPrOH + 2HCl + iPrOH, (5)
Nb(Та)Cl2(OiPr)3 + 5HO—CH2CH2—OH →
→ Nb(Та)(OC2H4OH)5⋅iPrOH + 2HCl + 2iPrOH. (6)
Параллельно вышеуказанным растворам готовились водные рас-
творы LiNO3⋅3H2O и La(NO3)3⋅6H2O, в которые добавляли CA. При
этом имело место образование состава Li3[LaCit2]⋅H2O [22]. Растворы
цитратных комплексов лития и лантана смешивали в стехиометри-
ческих соотношениях с растворами Ti, Nb и Та и нагревали при
Т = 340 К при перемешивании. Смешивание происходит в растворе
на молекулярном уровне. За счёт этого достигается высокая степень
гомогенности смеси компонентов.
Исследование нанопорошков (Li,La){Ti,Nb,Ta}O. Результаты ис-
следования фрактальной самоорганизации при термообработке
LLТіO, LLNbO и LLТаO приведены в табл. В случае титаната в
зависимости от температуры наблюдается трёх- и двухуровневая
поверхностно-массовая фрактальная организация, которая сохра-
няется даже при температуре образования перовскитной фазы.
Для аморфных порошков LLNbO характерно образование массо-
вых фракталов двух уровней. Значения фрактальной размерности
(D) ксерогеля (T = 370 К) и порошка при T = 570 К (табл.) указыва-
ют на формирование рыхлых, «ажурных» структурных образова-
ний на первом уровне и компактных – на втором. Это, очевидно,
объясняет сильное межчастичное взаимодействие, наблюдаемое
при прожаривании порошков ниобатов при данных температурах.
Т
А
Б
Л
И
Ц
А
.
О
б
р
а
з
е
ц
Т
е
м
п
е
р
а
т
у
р
а
т
е
р
м
о
о
б
р
а
б
о
т
к
и
о
б
р
а
з
ц
о
в
,
К
У
р
о
в
е
н
ь
а
г
р
е
г
а
ц
и
и
Т
и
п
ф
р
а
к
т
а
л
а
s
D
R
g
,
н
м
d
,
н
м
L
L
T
iO
3
7
0
1
S
−3
,7
2
,3
4
,1
9
1
1
2
S
−3
,4
2
,6
2
2
5
6
3
M
−2
2
1
5
7
4
0
5
5
7
0
1
S
−3
,3
2
,7
2
2
5
7
2
M
−2
,1
7
2
,1
7
1
5
7
4
0
5
7
7
0
1
S
−4
2
2
5
6
5
2
M
−1
,8
1
,8
1
5
7
4
0
5
9
7
0
1
S
−4
,0
1
2
3
4
8
7
2
M
−2
,6
3
2
,6
3
2
7
3
7
0
4
L
L
N
b
O
3
7
0
1
М
−1
,7
1
,7
1
1
2
8
2
М
−2
,7
2
,7
1
5
7
4
0
5
5
7
0
1
М
−1
,8
1
,8
1
6
3
9
2
М
−2
,8
2
,8
2
0
9
5
0
4
7
7
0
8
7
0
1
0
7
0
1
М
−2
,8
2
,8
1
6
3
9
2
М
−2
,2
2
,2
1
5
7
4
0
5
1
S
−4
,1
1
,9
1
6
3
9
1
S
−4
,1
2
1
5
7
4
0
5
L
L
T
a
O
5
7
0
1
M
−3
,4
1
,6
9
7
2
5
1
2
S
−4
,1
1
,9
4
1
1
0
5
7
7
0
1
S
−3
,7
2
,3
1
3
5
3
4
9
2
S
−4
,2
8
1
,7
4
8
1
2
5
8
7
0
1
M
−2
,8
2
,8
2
2
5
7
2
S
−4
,1
1
,9
5
6
1
4
6
1
0
7
0
1
S
−4
,0
2
8
1
2
0
9
П
р
и
м
е
ч
а
н
и
я
:
Т
и
п
ф
р
а
к
т
а
л
а
(
M
–
м
а
с
с
о
в
ы
й
ф
р
а
к
т
а
л
,
S
–
п
о
в
е
р
х
н
о
с
т
н
ы
й
ф
р
а
к
т
а
л
);
s
–
н
а
к
л
о
н
с
к
е
й
л
и
н
г
о
в
о
г
о
у
ч
а
с
т
к
а
к
р
и
в
о
й
м
а
л
о
у
г
л
о
в
о
г
о
р
а
с
с
е
я
н
и
я
;
D
–
з
н
а
ч
е
н
и
е
с
о
о
т
в
е
т
с
т
в
у
ю
щ
е
й
ф
р
а
к
т
а
л
ь
н
о
й
р
а
з
м
е
р
н
о
с
т
и
;
R
g
–
р
а
д
и
у
с
в
р
а
щ
е
н
и
я
ф
р
а
к
-
т
а
л
ь
н
о
г
о
а
г
р
е
г
а
т
а
;
d
=
2
,5
8
R
g
.
ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ОБРАЗОВАНИЯ НАНОМАТЕРИАЛОВ (Li, La){Ti, Nb, Ta}O 997
998 С. Д. КОБЫЛЯНСКАЯ, О. Н. ГАВРИЛЕНКО, А. Г. БЕЛОУС
После пиролиза органической части прекурсора (Т = 770 К) ха-
рактерно образование более компактных массовых фракталов пер-
вого уровня и более рыхлых – второго, что способствует большему
объемному весу порошков. Фрактальные свойства исчезают на ста-
дии кристаллизации промежуточных фаз. Меньшие значения
фрактальной размерности (D) массовых фракталов в титанатах при
сравнении с ниобатами обусловливают разницу в их механических
свойствах. Так порошки титаната более рыхлые и с меньшим объ-
ёмным весом. Кроме того, для обеих систем имеют место сравни-
тельно меньшие значения фрактальной размерности массовых
фракталов после пиролиза полимеров, что объясняется менее ком-
пактной структурой порошков при этой температуре.
Для аморфных порошков LLТаO характерно образование массо-
во-поверхностной фрактальной организации. Особенностью систе-
мы является значение наклона скейлингового участка S > −4,0 для
образцов, обожжённых при температурах больше 770 К, вероятно
это объясняется структурой частиц LLТаO, представляющих собой
а б
в
Рис. 1. Рентгенограммы порошков, полученных при разных температу-
рах термообработки: (а) LLTiO; (б) LLNbO; (в) LLTаO.
2 град.�, 2 град.�,
2 град.�,
ИССЛЕДОВ
плотное
резкое и
Резуль
ки при
ствуют о
точных с
тодов си
показал
обожжён
Резул
различн
вают на
нии перо
Рис. 2. М
К, d ≅ 10
d ≅ 10 нм
ВАНИЕ УСЛОВ
ядро, на г
зменение п
ьтаты рент
разных те
о кристалли
соединений
интеза (ТФР
следующи
нных порош
ьтаты РФА
ых темпер
кристалли
овскита, ч
а
в
Микрофотог
0 нм; (б) L
м; (г) LLNbO
ВИЙ ОБРАЗО
границе ко
плотности
тгенофазов
мпература
изации пер
й, в одну ст
Р, метод ос
ие результа
шков в тита
А прекурс
ратурах (ри
изацию тех
что и при д
а
в
графии поро
LLTiO, Т = 9
O, Т = 1070
ОВАНИЯ НАНО
оторого пр
[23].
вого анализ
ах прокали
ровскитной
тадию, что
саждения)
аты. Средн
анатах сост
сора LLNbO
ис. 1, б), в
х же проме
других мет
ошков LLT
970 К, d ≅
К, d ≅ 200 н
ОМАТЕРИАЛ
роисходит б
за LLTiO п
ивания (ри
й фазы при
о нехаракте
[9]. Анали
ний размер
тавлял 10—
O после те
отличие о
ежуточных
тодах синт
TiO и LLNbO
15 нм; (в)
нм.
ЛОВ (Li,La){Ti,N
беспрерыв
после термо
ис. 1, а) св
970 К без п
ерно для др
из микрост
р кристалл
—15 нм (рис
ермообрабо
от титаната
х фаз при о
теза Li0.5La
б
г
O (а) LLTiO
LLNbO, Т
Nb,Ta}O 999
вное, а не
ообработ-
видетель-
промежу-
ругих ме-
труктуры
литов для
с. 2, a, б).
отки при
а, указы-
образова-
a0.5Nb2O6.
O, Т = 370
Т = 370 К,
1000 С. Д. КОБЫЛЯНСКАЯ, О. Н. ГАВРИЛЕНКО, А. Г. БЕЛОУС
Формирование перовскитной фазы происходит при T = 1170 К. Для
обожжённых порошков LLNbO термообработка в широком темпе-
ратурном диапазоне практически не влияет на средний размер ча-
стиц (≅ 10 нм) (рис. 2, в). Однако, при температурах выше области
кристаллизации LiNbO3, LiNb3O8 и LaNbO4 происходит значитель-
ный рост зёрен, размер которых к моменту формирования перов-
скита достигает ≅ 200 нм (рис. 2, г).
Для прекурсора LLТаO (рис. 1, в), так же как и для LLNbO, рент-
генофазовый анализ показал, что происходит кристаллизация тех
же промежуточных фаз (LiTaO3, LaTaO4, LiTa3O8) при образовании
перовскита, что и при других методах синтеза. Перовскитная фаза
начинает формироваться при T = 1270 К.
Получение прекурсора методом Печини не позволяет снизить
температуру синтеза однофазного перовскита LLNbO (1520 К [4]) и
LLТаO (1720 К [9]) (рис. 1, б, в). Присутствие значительного коли-
чества промежуточных фаз при синтезе, очевидно, замедляет полу-
чение однофазного продукта.
Плёнки (Li,La){Nb,Ti,Ta}O. Результаты рентгенофазового анализа
LLTiO, LLNbO и LLТаO после термообработки при разных темпера-
турах, значениях рН геля и количества слоёв показаны на рис. 3, а,
б. Поскольку наносимая пленка характеризируется очень малой
толщиной, то на всех рентгенограммах наблюдаются интенсивные
пики подложки. При нанесении геля, полученного смешиванием
растворов металлов (рН = 2), в случае титанатов и ниобатов видны
только пики подложки. При добавлении в гель раствора аммиака до
повышения значения рН до 8,5—10,5 в обоих случаях наблюдаются
пики перовскита.
Только в случае LLTаO (рис. 3, в) при нанесении геля со значени-
ем рН = 2 наблюдаются достаточно интенсивные рефлексы перов-
скитной и промежуточных фаз. При повышении рН до 10,5 пики
промежуточных фаз почти не наблюдаются.
Это можно объяснить тем, что в качестве исходных реагентов ис-
пользуются хлориды металлов. ТіCl4 и NbCl5, которые использова-
лись для синтеза LLTiO и LLNbO, характеризируются низким значе-
нием молекулярной массы и температуры кипения. Очевидно, что
при термообработке они практически полностью улетучиваются и
поэтому не наблюдаются пики перовскитной фазы и промежуточных
фаз. В случае LLТаO, для которого использовали ТаCl5, молекуляр-
ная масса и температура кипения которого выше, чем у ТіCl4 и NbCl5,
происходит только частичное испарение. При добавлении в гель
NH4OH ионы Cl
−
связываются с образованием NH4Cl, который улету-
чивается при термообработке. Кроме того, ионы металлов также вза-
имодействуют с гидроксильными группами, за счёт чего происходит
дополнительное связывание в полимерный комплекс. Это позволило
нам получить плёнки LLTiO и LLNbO со слабовыраженными рефлек-
ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ОБРАЗОВАНИЯ НАНОМАТЕРИАЛОВ (Li,La){Ti,Nb,Ta}O1001
сами перовскитной и промежуточных фаз рис. 3, а, б.
На примере танталата также было изучено влияние количества
слоёв (рис. 3, в) на формирование перовскитной и промежуточных
фаз. При увеличении количества слоёв с 1 до 4 увеличивается ин-
тенсивность рефлексов перовскитной фазы, и практически полно-
стью исчезают пики промежуточных соединений. Дальнейшее уве-
личение количества слоёв нецелесообразно, поскольку при нанесе-
нии нового слоя геля происходит смывание предыдущего слоя и ка-
чество плёнки ухудшается.
4. ВЫВОДЫ
Показана возможность синтеза наночастиц литийсодержащих ти-
танатов, ниобатов и танталатов лантана со структурой дефектного
перовскита с использованием метода Печини. Образование титана-
та лития—лантана происходит при 970 К в одну стадию. Формиро-
вание литийсодержащих ниобата и танталата лантана является
многостадийным процессом. Получены плёнки ниобата и танталата
а б
в
Рис. 3. Рентгенограммы плёнок, полученных при разных температурах термо-
обработки, значениях рН и количествеслоёв: (а)LLTiO; (б)LLNbO; (в) LLTаO.
2 град.�, 2 град.�,
2 град.�,
1002 С. Д. КОБЫЛЯНСКАЯ, О. Н. ГАВРИЛЕНКО, А. Г. БЕЛОУС
лития-лантана со структурой дефектного перовскита и исследованы
их кристаллохимические свойства.
ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Е. И. Бурмакин, Твердые электролиты с проводимостью по катионам ще-
лочных металлов (Москва: Наука: 1992).
2. A. G. Belous, O. N. Gavrilenko, E. V. Pashkova et al., Inorganic Materials, 40,
No. 8: 867 (2004).
3. A. Belous, O. Gavrilenko, O. Pashkova, C. Galven, and O. Bohnké, Eur. J. Inorg.
Chem., 8: 1552 (2006).
4. А. Г. Белоус, Г. Н. Новицкая, С. В. Полянецкая, Ю. И. Горников, Неорган.
матер., 23: 470 (1987).
5. А. Г. Белоус, Г. Н. Новицкая, С. В. Полянецкая, Ю. И. Горников, Журн. не-
орган. химии, 32, № 2: 283 (1987).
6. J. Sanz, J. A. Alonso, A. Varez, A. Rivera, C. León, J. Santamaría, O. V’yunov,
A. Belous, and M. T. Fernandez-Diaz, Institut Laue—Langevin Annual Report
2002. Scientific Highlights: Chemistry and Structure (Grenoble: Institut
Laue—Langevin SCO—Imprimerie du Pont-de-Claix: 2003), p. 34.
7. O. N. Gavrilenko, A. G. Belous, L. L. Kovalenko, and Ye. V. Pashkova, Materi-
als and Manufacturing Processes, 23: 607 (2008).
8. А. Г. Белоус, Е. Б. Новосадова, И. Р. Дидух, Е. В. Пашкова, Б. С. Хоменко,
Ионные расплавы и электролиты, 4: 68 (1986).
9. O. Bohnke, Solid State Ionics, 179: 9 (2008).
10. J. Jamnikab and J. Maier, Phys. Chem. Chem. Phys., 5: 5215 (2003).
11. M. P. Pechini, Method of Preparing Lead and Alkaline Earth Titanates and
Niobates and Coating Method Using the Same to Form a Capacitor. U.S. Patent,
July, 1967.
12. C. J. Brinker and G. W. Scherer, Sol—Gel Science (Boston: Academic Press: 1990).
13. G. Jasinski, P. Jasinski, B. Chachulski, and A. Nowakowski, Materials Sci-
ence—Poland, 24, No. 1: 261 (2006).
14. S. I. Cho and S. G. Yoon, J. Electrochem. Soc., 149: A1584 (2002).
15. B. Wang, J. B. Bates, F. X. Hart, B. C. Sales, R. A. Zuhr, and J. D. Robertson,
J. Electrochem. Soc., 143: 3203 (1996).
16. C. Julien, L. El-Farh, M. Balkanski, O. M. Hussain, and G. A. Nazri, Appl. Surf.
Sci., 66: 325 (1993).
17. K. A. Striebel, A. Rougier, C. R. Home, R. P. Reade, and E. J. Cairns, J. Elec-
trochem. Soc., 146: 4339 (1999).
18. T. Uchiyama, M. Nishizawa, T. Itoh, and I. Uchida, J. Electrochem. Soc., 147:
2057 (2000).
19. D. C. Bradley, D. C. Hancock, and W. Wardlow, J. Chem. Soc., 2773 (1952).
20. D. C. Bradley, J. Chem. Soc., 4204 (1952).
21. I. Marek, Titanium and Zirconium in Organic Synthesis (Weinheim: Wiley-
VCH: 2002).
22. В. И. Спицын, Л. И. Мартиненко, Неорганическая химия (Москва: Изд-во
МГУ: 1994).
23. S. V. Chavan, P. U. Sastry, and A. K. Tyagi, Scripta Mater., 55: 569 (2006).
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-73201 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1816-5230 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T13:36:36Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Кобылянская, С.Д. Гавриленко, О.Н. Белоус, А.Г. 2015-01-06T14:22:51Z 2015-01-06T14:22:51Z 2010 Исследование условий образования литийпроводящих наноматериалов (Li,La){Ti,Nb,Ta}O со структурой дефектного перовскита / С.Д. Кобылянская, О.Н. Гавриленко, А.Г. Белоус // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2010. — Т. 8, № 4. — С. 993-1002. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. 1816-5230 PACS numbers: 61.05.cp, 61.43.Hv, 77.84.Dy, 81.07.Wx, 81.20.Fw, 82.33.Ln, 82.47.Aa https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/73201 Методом Печини с использованием хлоридов и нитратов металлов получены наночастицы литийсодержащих титаната, ниобата и танталата лантана со структурой дефектного перовскита. Показано, что образование титаната лития—лантана со средним размером частиц d ≅ 15 нм происходит при Т ≅ 970 К. Формирование перовскита Li₀,₅La₀,₅TiO₃ проходит в одну стадию без промежуточных соединений, в отличие от других методов синтеза данного сложного оксида. Получены плёнки титаната, ниобата и танталата лития—лантана. Показано влияние рН геля на их фазовый состав. Методою Печіні з використанням хльоридів та нітратів металів одержано наночастинки літійвмісних титанату, ніобату та танталату лантану зі структурою дефектного перовськиту. Показано, що утворення титанату літію—лантану з середнім розміром частинок d ≅ 15 нм відбувається при Т ≅ 970 К. Формування перовськиту Li₀,₅La₀,₅TiO₃ відбувається в одну стадію без проміжних сполук, на відміну від інших метод синтези даного складного оксиду. Одержано плівки титанату, ніобату та танталату літію—лантану. Показано вплив рН ґелю на їх фазовий склад. Lithium-containing nanoparticles of the lanthanum titanate, niobate or tantalate with defect perovskite structure are obtained by the Pechini method using chlorides and nitrates of metals. As shown, the formation of lanthanum—lithium titanate with an average particle size d ≅ 15 nm occurs at T ≅ 970 K. The Li₀,₅La₀,₅TiO₃ perovskite is formed during one stage without intermediate compounds, in contrast to other methods of synthesis of this complex oxide. Films of the lithium—lanthanum titanate, niobate or tantalate are obtained. The effect of pH gel on films phase composition is demonstrated. ru Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Исследование условий образования литийпроводящих наноматериалов (Li,La){Ti,Nb,Ta}O со структурой дефектного перовскита Article published earlier |
| spellingShingle | Исследование условий образования литийпроводящих наноматериалов (Li,La){Ti,Nb,Ta}O со структурой дефектного перовскита Кобылянская, С.Д. Гавриленко, О.Н. Белоус, А.Г. |
| title | Исследование условий образования литийпроводящих наноматериалов (Li,La){Ti,Nb,Ta}O со структурой дефектного перовскита |
| title_full | Исследование условий образования литийпроводящих наноматериалов (Li,La){Ti,Nb,Ta}O со структурой дефектного перовскита |
| title_fullStr | Исследование условий образования литийпроводящих наноматериалов (Li,La){Ti,Nb,Ta}O со структурой дефектного перовскита |
| title_full_unstemmed | Исследование условий образования литийпроводящих наноматериалов (Li,La){Ti,Nb,Ta}O со структурой дефектного перовскита |
| title_short | Исследование условий образования литийпроводящих наноматериалов (Li,La){Ti,Nb,Ta}O со структурой дефектного перовскита |
| title_sort | исследование условий образования литийпроводящих наноматериалов (li,la){ti,nb,ta}o со структурой дефектного перовскита |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/73201 |
| work_keys_str_mv | AT kobylânskaâsd issledovanieusloviiobrazovaniâlitiiprovodâŝihnanomaterialovlilatinbtaosostrukturoidefektnogoperovskita AT gavrilenkoon issledovanieusloviiobrazovaniâlitiiprovodâŝihnanomaterialovlilatinbtaosostrukturoidefektnogoperovskita AT belousag issledovanieusloviiobrazovaniâlitiiprovodâŝihnanomaterialovlilatinbtaosostrukturoidefektnogoperovskita |