Кристаллические кислоты титана, ниобия, тантала и их электрические свойства
Диссертация
Подавляющее большинство перечисленных мат фиалов получено лишь в виде порошков или мелких моно^исталлов, что затрудняет проведшие электрохимических исследований и тем более практическое использование, где обычно требуется хороший контакт зерен и непроницаемость по отношению к жидкостям и газам. Традиционный метод создания плотных изделий — спекание — в данном случае неприемлем из-за термического… Читать ещё >
Содержание
- Введение
- I. Обзор литературы
- 1. Сравнительная характеристика известных твердых протонных проводников
- 2. Кристаллохимические особенности ниобатов, танталатов, титанатов и титанониобатов как фаз, перспективных для получения кристаллических кислот ионным обменом
- Экспериментальная часть и обсуждение результатов «
- II. Исходные вещества и методы исследования
- 1. Исходные вещества
- 2. Химический анализ
- 3. Рентгенофазовый анализ
- 4. Термический анализ
- 5. Измерения электропроводности
- 1. Кислоты с каркасной структурой
- 1. Кислоты типа пирохлора: получение
- 2. Кислоты типа пирохлора: свойства
- 3. Получение и свойства перовскитоподобной танталовой кислоты
- 4. Ромбоэдрические кислоты (Н30)^ M^0W03O
- ВТ. Кислоты со слоистой структурой
- 1. Ниобиевая и танталовая кислоты H^M^Q^
- 2. Титанониобиевая кислота HTiNbC^
- 3. Титанониобиевая кислота H30Ti2Nb07'H
- 4. Трититановая кислота H^Ti^C^
- 5. Тетратитановая кислота H^Ti^
- 6. Водородеодержащие титанаты с лепидокрокито-подобными слоями
- V. Попытки получения некоторых других кристаллических кислот,
- УХ. Некоторые закономерности проводимости кристаллических кислот титана, ниобия и тантала и их взаимодействия с аммиаком
- VII. Возможнос/ги использования кристаллических кислот титана, ниобия и тантала
- Выводы
Список литературы
- А., Букун Н. Г. Твердые электролиты.- М.: НаукаД977Д7б с. Чеботин В. Н., Перфильев М. В. Электрохимия твердых электролитов. — М.: Химия, 1978,312 с.
- Третьяков Ю.Д. Развитие химии твердофазных материалов с высокой ионной проводимостью.- Ж.неорган.материалы, 1979, т.15,№ 6,с.1014.
- Huggins 1R. A, Some non-battery applications of solid electrolytes and raised conductors, — Solid State Ionics, 1981 «v, 5, p, 1 5,
- Hooper A, Past ionic conductors" — Contemporary Phys, 1978, v%19, TIo2, p, 147*
- Антропов JI.И. Теоретическая электрохимия.- М.: Высшая школа, 1965, с.120−121.
- Shilton M.G., Howe А.Т. Rapid Н+ conductivity in hydrogen uranyl phosphate a solid H electrolyte.- Mater. Res .Bull., 1977, v.12,lTo7.p.701 .
- Карасева Т.А., Литюга Т. М., Матиясевич A.M.Куксенко С. П. Изучение процессов протонной проводимости твердых электролитов на основе твердых кислот, — В кн.: Тезисы докл. 6 Всес. конф. по электрохимии, 21−25 июня 1982, т.2,М., 1982, с. 312.
- Ernsberger P.M. Proton transport in solids.- J. TTon-Cryst. Solids, 1980, v.38/39,part 2, p.557.
- Baffier N., Badot J.C., Colomban P. Conductivity of and ion rich Jb alumina.1. H+(H20)n compounds.- Solid State Ionics, 1980, v .2, p. 107 .
- Farrington G.C., Briant J.L., Breiter M.W., Roth W. L, Ionic conductivity in beta alumina.- J. Solid State Chem., 1978, v.24,lTo¾, P.311 .
- Roth W. L ., Breiter M .V/., Farrington G.C. Stability and dehydration of alumina hydrates with the -aliimina structure.-Ibidem, p.321.
- Colomban P., Boilot J.P., Chagnon P., Guilloteau G. Stabilite des conducteurs protoniques de type alumine. Bull .Soc. Franc.Ceram., l978, t .119,р.З.
- Farrington G.C., Briant J.L. Hydronium beta» alumina: a fast proton conductor.- Mater .Res.Bull., 1978, v. 13, No8,p.76 3 .
- Roth W.L., Anne M., Tranqui D. Protonic charge transport in hydronium beta" alumina.- Rev .Chim, Miner 1980, t .17,I>To4, P .379 .
- Sheffield S.H., Howe A.T. High proton conductivity in pressed pellets of H-montmorillonite, H-Al-montmorillonite and H-Al-Fe -montmor illonit e clays.- Mater .Res .Bull., 1979, v .14, No7, P.929.
- Коростелева А.И., Леонова Л. С. Дкше Е.А. Протонная проводимость солей гетерополикислот.- В кн.: Тезисы докл. УТИ Всес.конф.по физич. химии и электрохимии ионных расплавов и твердых электролитов, Ленинград, 11−13 ноября 1983.- JI.:Наука, 1983, т.3,с.77.
- Kreuer К .-Б, Rabenau A., Weppner W. Vehikel-Mechanismus, ein neues Modell zur Deutung der Leitfahigkeit schneller Proto-nenleiter.- Angew.Chem.tl982,B.94,Nr3,S, 224 .
- Fitch A, N. t Bernard L Howe A .Т., Wright A .P., Pender B.E.F. The room-temperature structure of DUOgAsO^DgO by powder neutron diffraction.- Acta Cryst ., 1983, v. C39,TTo2,p%l59.
- Purukawa Y., ITakabayachi Y., Kawai S. Huclear magnetic relaxation study of protonic motion in hydronium beta"-aluminas.-Solid State Ionics, 1981, v .3 /4, P .85 .
- Arribart H., Piffard Y., Doremieux-Morin C. Rigid lattice NMR spectra of fast proton conductors HgSb^O^^.nH20Ibidem, 1982, v.7,NO2,P.91 .
- Howe A.T., Shilton M.G. Studies of layered uranium СVI) compo-unds.l.High proton conductivity in polycrystalline hydrogen prenyl phosphate tetrahydrate.- J. Solid State Chem., 1979, v. 28, p.345.
- Thomas J. O, Parrington G.C. Protonic solid electrolytes: a single-crystal neutron diffraction study of ammonium-hydronium j$" -alumina.- Acta Cryst., l983, vB39,l^o2,p .227 .
- Ochadlick A.R., Story H.S., Parrington G.C. Proton motion in
- HHt beta and HH±H0+ beta" alumina.- Solid State Ionics, 1981, 4 4 3v.¾, P.79.41. Purukawa Y., ITalcabayashi Y., Kawai S., Uakamura 0. Proton magnetic relaxation and ionic conductivity of ammonium-hydronium «-alumina.- Ibidem, 1982, v .7,Uo3,P .219 .
- Colomban P., Boilot J.-P., Kahn A., Lucazeau G. Structural investigation of protonic conductors: NH*^? alumina and stoichiometric alumina.- TTouveau J. Chim, 1978, t .2,lTo1, p .21 .
- Teitsma A., Sayer M., Segel S. L, Nicholson P. S. Polycrystalline hydronium J} /J}» -alumina: a ceramic fast proton conductor.-Mater.Res.Bull., 1980, v.15,Ko11,p.1611 .
- Breiter M. V/., Farringt on G.C., Roth W.L., Duffy J.L. Production of hydronium beta alumina from sodium beta alumina and characterization of conversion products.- Ibidem, l977, v.12,lTo9,1. P.895.
- Shilton M.G., Howe A.T. High proton conductivity in compounds in the hydrogen uranyl — periodate — water system.- In: Past ion Transp.Solids.Electrodes and Electrolytes.Proc.Int. Conf., Lake Geneva, Wise ., 1979 .-ITew York e .a., 1979, p .727.
- Ьа1 М., Howe A.T. Conductivity of Zn-C r-hydroxide .- J.Chem.Soc. Chem. C ommun., 1980, v.15,P.737.
- Propach V. Kristallstruktur von Сал Си- J? lo0r% Cu" «TaTiO, 0,5 1.5 ^b* 1,5 6und CuTa20g. Das spektroskopische Yerhalten von Cu2+ionen in kuboktaedrischer Umgebung.- Z.anorg.allgem.Chem 1977, B, 435, S .161 .
- Pourquet J.L.Ory G., Gauthier С ., de Pape R. Mise en evidence des deux types de pyrochlore et de leurs solutions solides dans les systemes Tl^bO^P., et TlxTa02+xF., .- Compt .Rend .Acad. Sci1970, t .271C, Ho14, P .773.
- Babel D. Pausewang G., Viebahn W, Die Struktur einiger Fluoride, Oxide und Oxidfluoride AMegXg: Per RbNiCrFg -Тур, — Z JJaturfor-schung, 1967, B.22b, Ur .11, S .1219 .
- Hervieu M., Michel C., Raveau B. Proprietes d’echanges d’ions de quelques oxydes ternaires de type pyrochlore: leg pyrochlores H1+x (H20)Ta1+xW1-x°6 et ITH4TaW°6.- Bull .Soc.Chim.irance, 1971, No11, P.39 39.
- Groult D, Michel C., Raveau B. Sur de nouveaux pyrochlores ASbWOg (A-H30,NH4) et AgSbWOg, H20J. Inorg JTucl .Chem., 1973, v.35,^o9,p.3095.
- Michel C., Groult D., Raveau B, Proprietes d’echange d’ions des pyrochlores ABgOg. Preparation et etude structurale de nouveaux pyrochlores AMWOg, H20 (A-Li, lTa- M-lTb, Ta, Sb) .- Ibidem, 1975, v.37, Uo1, p .247.
- Groult D. jMichel С ., Raveau B. Sur 1'evolution thermique des pyrochlores d 'hydroxonium et d 'ammonium H^OMWOg, H^0M20g et TTH^MWOg (M-ITb, Та) .- Ibidem, 1974, v .36, N01, p .61 .
- Groult D., Michel C., Raveau B, Sur de nouveaux pyrochlores lacu-naires d’ions bivalents synthetases par echanges d’ions.-Ibidem, l975, v.37,lTo10,p.2203.
- Налбандян В.Б., Беляев И. Н., Тышлангов К. А. Водородоодертщие твердые растворы типа пирохлора.-Ж.неорган.химии, 1982, т.27,№ 10,с.гчбг-гч7о.
- Налбандян В.Б., Беляев И. Н., Рыкалова С. И. Ионообменные реакции пирохлороподобной ниобиевой кислоты и структурапродуктов обмена. там же, 1984, т.29,№ 7, с.1734−1737.
- Sleight A.W., Gulley J.E., Berzins Т. Polarinability enhancement of ionic conductivity for A+ in AMgXg aeries.- Adv. Chem. Series 163,1977,p .195.
- Michel С ., Guyomarc 'h A., Deshanvres A., Raveau B. Noueaux con-ducteurs ioniques caracterises par une structure a tunnels entrecroises.- Mater .Res .Bull., 1978, v .13, No3, P .197.
- Fourquet J-JrRousseau M., de Pape R. Evidence of Tl+ mobility in the pyrochlore phase ^^^г+х^-х lbidem"l979,v.14, No7, p .937.
- Grins J., TTygren M., Wallin Т., Studies of stoichiometry and ionic conductivity of the pyrochlore type T1-|+xTa-|+xvr-| x0g* nHgO system.- Electrochim. Acta, 1979, v.24,lJo8,p.803.
- Grins J., ITygren M., Wall in T. Compositional dependence of the ionic conductivity in the pyrochlore system T,?tei+xTai+3C^ri x°6j Me = Ua, K, Tl.- In: Past Ion Transport in Solids. Amsterdam: Elsevier North Holland, 1979, p.423.
- Grins J., lTygren M., Wallin T. A comparative study of the solid electrolyte pyrochlore type systems M = Та and 1Tb.- Rev .Chim.Miner 1980, t .17,TT04,P .299 .
- Grins J, lTygren M., Wall in T. Studies on composition, structure and ionic conductivity of the pyrochlore type system
- K1 +xTa1 +xW1 nH2°' 1 *» Mater *Re3 •31 111 •"1980"v 5"1. No1, p.53.
- Grins J., Hygren M., Wallin T. On the effect of moisture on the ionic transport properties of some pyrochlore-type compounds. 1 .An impedance, TG, ITMR and X-ray study of Me1 8Ta1, 8*
- ViL o0/-• nHo0 with Me = LiJSa. K and TI.- Solid State Ionics, О, с. о с. 1981 .v.¾, P.255 .
- Налбандян В.Б. Ииобаты и танталаты одновалентных элементови твердые растворы на их основе. Канд. дисс. Ростов-на-Дону, РГУ, 1982, 183 с.
- Butler M.A., Biefeld R. M, Ionic motion in the defect pyrochlore HH4TaW0g.- Solid State Commun., l979, v.29,No1,p .5.
- Desgardin G., Robert C, Raveau B. Etude du comportement du thallium dans de nouvelles structures a tunnels entrecroises: les oxydes TlgNbgTiO^ et Tl2TagTi018.- Mater.Res.Bull., 1978, v.13,No6,p.621 .
- Robert C, Desgardin G., Raveau B. Ion exchange properties of the oxides Tl^vl^O^: the oxides C’H^OgMyO^ and A2M7018,2H20 (A = K, Ag).- J.biorg.Hucl.Chem., l979, v.41, 1To6, p.893.
- Michel СGuyomarc’h A., Raveau B. Houveaux echangeurs catio-niques avec une structure a tunnels entrecroises: les niobateset tantalates A^Mgg 2°78 A10M29 2°78'10H2°*~ J. Solid State Chem., 1978, v.25,p.251 .
- Marini A., Michel С., Raveau B. Etude du comportement des ionsen insertion dans les oxydes A-jqM^ 2°78 ^"1029 278*1 ^2®* Rev.Chim.Miner., 1979, t .16, Ho2, p.73.
- Fallon G, D., Gatehouse B.M. Crystal structures of some niobium and tantalum oxides.VIII.The 5Rb20 :14,6Ta20^ phase a tunnel structure.- J. Solid State Chem., 1980, v.34,P .193.
- Gasperin M, Synthese d’une nouvelle famille d’oxydes doubles: r i
- At.BooOr-n .Structure du compose a thallium et niobium.- Acta 8 2.8. 5У
- Cryst., 1977, v. B33,Ko2,p.398.
- Michel С., Guyomarc'h A., Raveau В. Houveaux echangeurs catio-niques avec une structure a tunnels entrecroises: les oxydes
- A12M33°90 et ^2M33°90'12H20-" J. s°lid state Chem., 1977, v22, Wo4, P .393.
- Fallon G.D., Gatehouse B.M. Crystal structures of some niobium and tantalum oxides.II. The 4Rb20 :1 INbgO, — phase a tunnel structure.- Ibidem, p.405.
- Dewan J., Edward A., Jones G. Crystal structures of octacaesi-um and octarubidium docosaniobates.- J.Chem.Soc.Dalton Trans., 1978, TTo8, p .968 .
- Jones G.R., Robert son D.S. The growth and properties of crystalline rubidium and cesium niobates.- J. Crystal Growth, 1978, v.43,no1, p .115.
- Ganne M., Marchand R., Verbaere A., Tournoux M. Les tantalates Mp. xTa11+x et la phase de type bronze hexagonal TlTa3 40g .- Mater.Res.Bull., 1978, v.13,Uo2,p.109.
- Roth R.S., Parker H.S., Brower W.S., Waring J.L. Phase equilibria, crystal chemistry and crystal growth of alkali oxide-metal oxide systems.- In: Fast Ion Transport in Solids. Amsterdam: North Holland, 1973, p.217.
- Minor D.В., Roth R.S., Parker H.S., Brower W.S. Phase equilibria, and crystal chemistry of rubidium niobates and rubidium tantalates.- J. Res .Hat .Bur .Stand., 1977, v.82,Ho3, P .1 51 .
- Yagi K, Roth R.S. Electron-microscope study of the crystal structures of mixed oxides in the systems Rb^O-Ta^O^, Rb?0
- TTboO, — and Ko0-Tao0 with composition ratios near 1 :3.5 ^? э
- Acta Cryst., 1978, v. A34,P.765−781.
- Verbaere A., Tournoux M, Contribution a 1 •etude des titanates de metaux monovalents. Etude structurale de Tl^i^O^.- Bull. Soc .Chim.France, 1973, No4, P .1 237.
- Grandin A., Borel M .-M., Des gar din G., Raveau B. Proprietes d' echange cationique des oxydes A^i^JbO^ a structure en feuil-let s.- Rev. С him. Miner ., 1981, t .18, No4, p .322.
- Беляев И.Н., Лупейко Т. Г., Налбандян В. Б., Абанина Е. В. О ни-обатах и танталатах таллия. -Ж. не орган. химии, 19 77, т.22, .Я1, о312б.
- Saine М.-С Gasperin М, Echanges cationiquea sur monocristaux de niobates alcalins de formule A^NbgO^, 3H20 (A = К-Rb-K, Rb). -Compt .Rend .Acad.Sci., l983, Ser .2,v.296 ,!To11, p.831 .
- Gasperin M., Le Bihan M.T. Tlecanisme d «hydratation des niobates alcalins lamellaires de formule A^lTbgO^CA=K, Rb, Cs).- J. Solid State Chem., l982, v.43,No3,P.346.
- Singer J., Fielder W.b., Kautz H.E., Fordyce J.S. New solid conductors of Na+ and ions.- J.Electrochem.Soc ., 1976, v.123, No5, p.614 .
- Serafin M., Hoppe R. ITeue Oxoniobate und -Tantalate der Alkali-metalle.-2 Vortragstag Ges. Deutscher Chemiker Fachgruppe Fest-korperchem. 1980, S .25 .
- Gasperin M., Le Bihan M.-T. Un niobate de rubidium d"un type structural nouveau: Rb^NbgO^, 3H20.- J. Solid State Chem., 1980, v .33, No1, P.83.
- Brusset H., Gillier-Pandraud H., Chubb M., Mahe R. Contribution a 1'etude de tantalates de rubidium.-Mater .Res .Bull., 1976, v.11,No3,P.299.
- Lagaly G., Beneke K. Cation exchange reactions of the micalike potassium niobate K^XTbgO^.- J.Inorg.Hucl .Chem., 1976 ,. v.38,!7o8,p.1513.
- Rebbah H., Desgardin G., Raveau B. ITonstoichiometric oxides with a layer structure: the compounds A1K (Ti1 xM-jJ.Solid State Chem., l980, v.31,Ho3,p.321 .- 104
- Hervieu M, Raveau В. A layer structure: the titanoniobate CaTi^NbOyJ.Solid State Chem., l980, v.32,No2,p.l6l.
- Rebbah II., Desgardin G., Raveau B. Len oxydes ЛТШ0-: echan5geurs cationiques.- Mater.Res.Bull., 1979, v.14, No9, p.1125.
- Rebbah H., Hervieu M., Raveau B. The CsTi^TbOy type layer oxides: ion exchange properties.- Ibidem, 1981, v.16,No2,p. 149.
- Kikkawa S., Koizumi M. Organic intercalation on layered compound KTilTbO^ .- Ibidem, 1980, v .1 5, No4, P .533 .
- Rebbah H., Pannetier J., Raveau B. Localization of hydrogen in the layer oxide HTiNbO^.- J. Solid State Chem., 1982, v.41, No1, p.57.
- Izawa M., Kikkawa S., Koizumi M. Ion exchange and dehydrata-tion of layered titanates, TJa2Ti^0y and „KgTi^Og.- J.Phys. Chem., 1982, v.86,Ho25,p.5023.
- Marchand R., Brohan L., Tournoux M. TiOgCB) a new form of titanium dioxide and the potassium octatitanate KgTigO^y.-Mat er .Res .Bull., 1980, v .15, Uo8, P .1129 .
- Clement P., Marchand R. Intercalation d’amines dans la structure en feuillets HpTi^O^ hydrate.- Compt.Rend.Acad.Sci., I983, t.296,ser.II, Uo15, P.1l6l.
- Izawa H., Kikkawa S. Koizumi M. Получение соединений внедрения алкиламинов на основе Ha2Ti^0yITippon Kagaku Kaishi, l981, No9, p .1 519. (РЕХимия, 1982, 4BI5).
- Li C., Reid A.F., Saunders S. Nonstoichianetric alkali ferri-tes and aluminates in the systems TTaFeOg -Ti02, KFe02 -Ti02, KA102 -Ti02,and KA102 -SiOg.- J. Solid State Chem., 1971, v.3,No4,p.614 .
- Roth R.S., Parker H.S., Brower W.S. Crystal chemistry of lithium in octahedrally coordinated structures .III. A new- 105 structure-type in the system K20: bi20 :Ti02 CK^Li^Ti^ x/20g) Mater.Res.Bull.1973,v, 8, No3,p.327.
- Reid A.F., Watts J.A. Single crystal syntheses by the electrolyses of molten titanates. molybdates and vanadates.
- J.Solid State Chem., 1970, v.1,p.310.
- Groult D., Mercey C., Raveau B. Nouveaux oxydes a structureen feuillets: les titanates de potassium non-stoechiometriques К (M. T±“)0. .- Ibidem, 1980, v.32.ITo3, P .289. x У c Ч12 2. Reid A.F.Mumme W.G., Wadsley A.D. A new class of compound1. A3+a x x
- Acta Cryst., 1968, v .B24, p .1228.xx Ti2-x°4 (0,60
- Verbaere A., Dion M., Tournoux M. Structures et problemes d*dans 1 г ® ч п ш Жordre aes phases Tl^Ti^ M^OgC'M = Mg, Fe, A1) .- Rev.Chim.
- Miner., 1975, t .12,No2, p .156 .
- Рабинович В.А., Хавин З. Я. Краткий химический справочник. Л.: Химия, 1978, с. 381.
- Бабко А.К., Пятницкий И. В. Количественный анализ. М.: Высшая школа, 1962, 5С8 с.
- Шарло Г. Методы аналитической химии. Количественный анализ неорганических соединений. Ч. 2. М.: Химия, 1969, 1206 с.
- Налбандян В.Б., Беляев И.Но, Трубников И. Л. Способ получения пирохлороподобных ниобиевой и танталовой кислот и твердых растворов на их основе: заявка № 34б58Н, Реш. о выдаче от 27.10.83.
- Кульба Ф.В., Миронов В. Е. Химия таллия (комплексные соединения). Л: Госхимиздат, 1963,207 с. о131» Kummer J, T, -alumina electrolytes «- Progress in Solid State Chem, 1972, v, 7, p.141 .
- Трубников И.Л. Синтез, протонная проводимость и сорбцион-ные свойства кристаллических ниобиевых, танталовых и титановых кислот.- Материалы конференции молодых ученых химического факультета МГУ. М., 1984,4.1,с.126−129. Деп в ВИНИТИ, № 6057−84.
- Acta Cryst, 1981, v. B37,TTo3,P.641 .
- Элемент для обнаружения аммиака: патент Японии № 50−10 756, опубл. 1975. Изобретения за рубежом, 1975, вып.30, № 23.
- Пахомов Л.Г., Фель Я. А., Соборовер Э. И., Карякин О. В. Датчик для определения аммиака в газе: А.с. № 9X1289 (СССР). Опубл. в Бюлл.изобр., 1982, № 9.
- Пахомов Л.Г., Фель Я. А., Соборовер Э. И., Карякин О. В. Датчик для определения аммиака в газе: А.с. № 1 032 389 (СССР). Опубл. в Бюлл.изобр., 1983, № 28.