Дослідження формування структури прекурсорів для отримання нанопорошків на основі фази типу перовскиту
For obtaining perovskite-type nanopowders LaYO3:R, where R = Yb3+, Nd3+, Eu3+ nanopowders under different conditions of precursor synthesis and with various luminescent additive content were synthesized and investigated.The obtained LaYO3:R, where R = Yb3+, Eu3+, Nd3+ precursors are homogeneous, mes...
Збережено в:
| Дата: | 2020 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2020
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/551 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Репозитарії
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543919978840064 |
|---|---|
| author | Lobunets, T. F. Chudinovych, O. V. Shyrokov, O. V. Ragulya, A. V. |
| author_facet | Lobunets, T. F. Chudinovych, O. V. Shyrokov, O. V. Ragulya, A. V. |
| author_sort | Lobunets, T. F. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T10:02:21Z |
| description | For obtaining perovskite-type nanopowders LaYO3:R, where R = Yb3+, Nd3+, Eu3+ nanopowders under different conditions of precursor synthesis and with various luminescent additive content were synthesized and investigated.The obtained LaYO3:R, where R = Yb3+, Eu3+, Nd3+ precursors are homogeneous, mesoporous, nanodispersed, amorphous crystalline powders. Dependent on the synthesis conditions and on the nature of the luminescent additive (Yb3+, Eu3+, Nd3+), precursors with different porous structure (corpuscular or layered), and specific surface area from 50 to 200 m2/g are formed. If luminescent additives Yb3+, Nd3+ are used, the average diameter of the mesopores of the precursors is 3.3–3.5 nm. The use of Eu3+ results in an increase of average diameter up to 6 nm. According to the calculations, the average particle size of the obtained precursor powders is 17–50 nm. The LaYO3:R precursors are formed as agglomerates of various sizes, shapes and densities. The average size of the agglomerates is 500 nm – 1 ?m. The agglomerates have a dense particles packing with almost identical sizes of 15–17 nm.The maximum specific surface area of the synthesized precursors depends on the amount and type of luminescent additive. The smaller the ionic radius of the luminescent additive, the more it must be added to obtain the maximum specific surface area of the precursor. Thus, when adding Yb3+, the maximum specific surface area is reached at 4 vol. %, while with Nd3+ it is at 1 vol. %.Dependent on the amount of Yb3+ luminescent additive, porous structures of different types are formed under the same precursor synthesis conditions: layered (3 vol. % Yb3+) and corpuscular (4 vol. % Yb3+). The specific surface area of the synthesized precursors with different percentages of Yb3+ is almost the same, but the total pore volume is significantly different. Co-precipitation with different solution temperatures produces powders with different densities. Thus, at the temperature of 40 °C a dense structure with the pore size of 3–5 nm between the particles of 17–20 nm is formed, and at 80 °C a structure is formed in which the pores and particles are close in size and the pore volume increases more than three times. In addition, raising the synthesis temperature of LaYO3:Yb precursors with the content of Yb3+ 4 vol. % leads to the formation of a predominantly layered structure that characterizes the obtained material as having slit pores or constructed from plane-parallel particles. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:34:01Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-551 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-07-22T19:34:01Z |
| publishDate | 2020 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-5512022-06-29T10:02:21Z Study on the precursors structure formation for obtaining nanopowders with perovskite structure Исследование формирования структуры прекурсоров для получения нанопорошков на основе фазы типа перовскита Дослідження формування структури прекурсорів для отримання нанопорошків на основі фази типу перовскиту Lobunets, T. F. Chudinovych, O. V. Shyrokov, O. V. Ragulya, A. V. precursors heterogeneous deposition specific surface nanopowders perovskite sorption isotherms прекурсори гетерогенне осадження питома поверхня нанопорошки перовскит ізотерми сорбції прекурсоры гетерогенное осаждение удельная поверхность нанопорошки перовскит изотермы сорбции For obtaining perovskite-type nanopowders LaYO3:R, where R = Yb3+, Nd3+, Eu3+ nanopowders under different conditions of precursor synthesis and with various luminescent additive content were synthesized and investigated.The obtained LaYO3:R, where R = Yb3+, Eu3+, Nd3+ precursors are homogeneous, mesoporous, nanodispersed, amorphous crystalline powders. Dependent on the synthesis conditions and on the nature of the luminescent additive (Yb3+, Eu3+, Nd3+), precursors with different porous structure (corpuscular or layered), and specific surface area from 50 to 200 m2/g are formed. If luminescent additives Yb3+, Nd3+ are used, the average diameter of the mesopores of the precursors is 3.3–3.5 nm. The use of Eu3+ results in an increase of average diameter up to 6 nm. According to the calculations, the average particle size of the obtained precursor powders is 17–50 nm. The LaYO3:R precursors are formed as agglomerates of various sizes, shapes and densities. The average size of the agglomerates is 500 nm – 1 ?m. The agglomerates have a dense particles packing with almost identical sizes of 15–17 nm.The maximum specific surface area of the synthesized precursors depends on the amount and type of luminescent additive. The smaller the ionic radius of the luminescent additive, the more it must be added to obtain the maximum specific surface area of the precursor. Thus, when adding Yb3+, the maximum specific surface area is reached at 4 vol. %, while with Nd3+ it is at 1 vol. %.Dependent on the amount of Yb3+ luminescent additive, porous structures of different types are formed under the same precursor synthesis conditions: layered (3 vol. % Yb3+) and corpuscular (4 vol. % Yb3+). The specific surface area of the synthesized precursors with different percentages of Yb3+ is almost the same, but the total pore volume is significantly different. Co-precipitation with different solution temperatures produces powders with different densities. Thus, at the temperature of 40 °C a dense structure with the pore size of 3–5 nm between the particles of 17–20 nm is formed, and at 80 °C a structure is formed in which the pores and particles are close in size and the pore volume increases more than three times. In addition, raising the synthesis temperature of LaYO3:Yb precursors with the content of Yb3+ 4 vol. % leads to the formation of a predominantly layered structure that characterizes the obtained material as having slit pores or constructed from plane-parallel particles. Методом гетерогенного осаждения синтезированы прекурсоры на основе LaYO3:R, где R = Yb3+, Nd3+, Eu3+ для получения нанопорошков фазы типа перовскита. Адсорбционно-структурные исследования показали, что синтезированные прекурсоры являются однородными, мезопористими, нанодисперсными порошками. В зависимости от природы люминесцентной добавки (Yb3+, Nd3+, Eu3+) и условий синтеза удельная поверхность синтезированных прекурсоров составляет от 50 до 200 м2/г при среднем диаметре мезопор приоритетного диапазона 3.3–3.5 и 6 нм соответственно. Установлено, что температура синтеза влияет на формирование пористой структуры прекурсоров. При соосаждения с разной температурой раствора образуются порошки с разным типом пористой структуры: корпускулярной или слоистой.Максимальная удельная поверхность синтезированных прекурсоров зависит от количества и типа люминесцентной добавки. Чем меньше ионный радиус люминесцентной добавки, тем больше ее нужно добавить для получения максимальной удельной поверхности прекурсора. Так, при добавлении Yb3+ максимум удельной поверхности достигается при 4 об. %, в то время как lkz Nd3+ достаточно 1 об. %.В зависимости от количества люминесцентной добавки Yb3+ при одинаковых условиях синтеза прекурсоров формируются пористые структуры разного типа: слоистые (3 об. % Yb3+) и корпускулярные (4 об. % Yb3+). При этом удельная поверхность синтезированных прекурсоров с различным процентным содержанием Yb3+ почти одинакова, но общий объем пор значительно отличается. При соосаждении с разной температурой раствора образуются агломераты различной плотности. Так, при 40 °C образуется плотная структура с размером пор 3–5 нм между частицами 17–20 нм, а при 80 °C образуется агломератная структура, в которой поры и частицы имеют близкий размер, а объем пор растет более чем втрое. Кроме того, повышение температуры синтеза прекурсоров LaYO3:Yb с процентным содержанием Yb3+, равным 4 об. %, приводит к формированию преимущественно послойного строения, характеризующий полученный материал как имеющий щелевые поры или построен из плоскопараллельных частиц. Методом гетерогенного осадження синтезовано прекурсори на основі LaYO3:R, де R = Yb3+, Nd3+, Eu3+ для отримання нанопорошків фази типу перовскиту. Адсорбційно–структурні дослідження показали, що синтезовані прекурсори є однорідними, мезопористими, нанодисперсними порошками. В залежності від природи люмінесцентної добавки (Yb3+, Nd3+, Eu3+) та умов синтезу, питома поверхня синтезованих прекурсорів складає від 50 до 200 м2/г при середньому діаметрі мезопор пріоритетного діапазону 3.3–3.5 та 6 нм. Встановлено, що температура синтезу впливає на формування пористої структури прекурсорів. При співосадженні з різною температурою розчину утворюються порошки із різним типом пористої структури: корпускулярної чи пошарової.Максимальна питома поверхня синтезованих прекурсорів залежить від кількості та типу люмінесцентної добавки. Чим менший іонний радіус люмінесцентної добавки, тим більше її потрібно додати для отримання максимальної питомої поверхні прекурсора. Так, при додаванні Yb3+ максимум питомої поверхні досягається при 4 об. %, в той час як для Nd3+ достатньо 1 об. %.В залежності від кількості люмінесцентної добавки Yb3+ при однакових умовах синтезу прекурсорів формуються пористі структури різного типу: шаруваті (3 об. % Yb3+) і корпускулярні (4 об. % Yb3+). При цьому питома поверхня ситезованих прекурсорів з різним відсотковим вмістом Yb3+ майже однакова, але загальний об’єм пор значно різниться. При співосадженні з різною температурою розчину утворюються агломерати із різною щільністю. Так, при 40 °C утворюється щільна структура з розміром пор 3?5 нм між частинками 17?20 нм, а при 80 °C утворюється агломератна структура, в якій пори і частинки мають близький розмір, а об’єм пор зростає більш ніж втричі. Крім того, підвищення температури синтезу прекурсорів LaYO3:Yb з відсотковим вмістом Yb3+ рівним 4 об. % призводить до формування переважно пошарової будови, що характеризує отриманий матеріал як такий, що має щілинні пори чи побудований з плоскопаралельних частинок. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2020-09-01 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/551 10.15407/hftp11.03.319 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 11 No. 3 (2020): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 319-329 Химия, физика и технология поверхности; Том 11 № 3 (2020): Химия, физика и технология поверхности; 319-329 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 11 № 3 (2020): Хімія, фізика та технологія поверхні; 319-329 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp11.03 uk https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/551/554 Copyright (c) 2020 T. F. Lobunets, O. V. Chudinovych, O. V. Shyrokov, A. V. Ragulya |
| spellingShingle | прекурсори гетерогенне осадження питома поверхня нанопорошки перовскит ізотерми сорбції Lobunets, T. F. Chudinovych, O. V. Shyrokov, O. V. Ragulya, A. V. Дослідження формування структури прекурсорів для отримання нанопорошків на основі фази типу перовскиту |
| title | Дослідження формування структури прекурсорів для отримання нанопорошків на основі фази типу перовскиту |
| title_alt | Study on the precursors structure formation for obtaining nanopowders with perovskite structure Исследование формирования структуры прекурсоров для получения нанопорошков на основе фазы типа перовскита |
| title_full | Дослідження формування структури прекурсорів для отримання нанопорошків на основі фази типу перовскиту |
| title_fullStr | Дослідження формування структури прекурсорів для отримання нанопорошків на основі фази типу перовскиту |
| title_full_unstemmed | Дослідження формування структури прекурсорів для отримання нанопорошків на основі фази типу перовскиту |
| title_short | Дослідження формування структури прекурсорів для отримання нанопорошків на основі фази типу перовскиту |
| title_sort | дослідження формування структури прекурсорів для отримання нанопорошків на основі фази типу перовскиту |
| topic | прекурсори гетерогенне осадження питома поверхня нанопорошки перовскит ізотерми сорбції |
| topic_facet | precursors heterogeneous deposition specific surface nanopowders perovskite sorption isotherms прекурсори гетерогенне осадження питома поверхня нанопорошки перовскит ізотерми сорбції прекурсоры гетерогенное осаждение удельная поверхность нанопорошки перовскит изотермы сорбции |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/551 |
| work_keys_str_mv | AT lobunetstf studyontheprecursorsstructureformationforobtainingnanopowderswithperovskitestructure AT chudinovychov studyontheprecursorsstructureformationforobtainingnanopowderswithperovskitestructure AT shyrokovov studyontheprecursorsstructureformationforobtainingnanopowderswithperovskitestructure AT ragulyaav studyontheprecursorsstructureformationforobtainingnanopowderswithperovskitestructure AT lobunetstf issledovanieformirovaniâstrukturyprekursorovdlâpolučeniânanoporoškovnaosnovefazytipaperovskita AT chudinovychov issledovanieformirovaniâstrukturyprekursorovdlâpolučeniânanoporoškovnaosnovefazytipaperovskita AT shyrokovov issledovanieformirovaniâstrukturyprekursorovdlâpolučeniânanoporoškovnaosnovefazytipaperovskita AT ragulyaav issledovanieformirovaniâstrukturyprekursorovdlâpolučeniânanoporoškovnaosnovefazytipaperovskita AT lobunetstf doslídžennâformuvannâstrukturiprekursorívdlâotrimannânanoporoškívnaosnovífazitipuperovskitu AT chudinovychov doslídžennâformuvannâstrukturiprekursorívdlâotrimannânanoporoškívnaosnovífazitipuperovskitu AT shyrokovov doslídžennâformuvannâstrukturiprekursorívdlâotrimannânanoporoškívnaosnovífazitipuperovskitu AT ragulyaav doslídžennâformuvannâstrukturiprekursorívdlâotrimannânanoporoškívnaosnovífazitipuperovskitu |