Bulletin of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Chemistry

Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Хімія

Main page / Головна → All issues / Весь Архів → 2020: Issue 1(57) / 2020: Випуск 1(57) →

    SYNTHESIS, INVESTIGATION AND CONDUCTIVE PROPERTIES OF ALLUAUDITE-RELATED PHASES

    Strutynska N., Strutynska_N@bigmir.net
    Spivak А.
    Kuzmin R.
    Slobodyanik M.
    Taras Shevchenko National University of Kyiv, Kyiv, Ukraine
    Bulletin of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Chemistry. 2020, Issue 1(57), P. 6-9.

    https://doi.org/10.17721/1728-2209.2020.1(57).1

    Complex oxide phosphates Na1.5Co1.5Fe1.5(PO4)3, Na1.75Co1.75Fe1.25(PO4)3, Na2Co2Fe(PO4)3 and Li0.25Na1.75Co2Fe(PO4)3, belonging to the alluaudite structural type (monoclinic system, space group C2/c) were synthesized by the melting method with further annealing of the homogenous glasses at a temperature 600°C. According to powder X-ray diffraction data the partial substitution of sodium cations by lithium cations in the initial phosphate matrix Na2Co2Fe(PO4)3 led to decreasing of lattice parameters for Li0.25Na1.75Co2Fe(PO4)3 (a = 11.7572(3) Å, b = 12.4528(4) Å, c = 6.4416(2) Å and β = 113.911(1)°). The FTIR-spectroscopy results confirmed the presence of PO4-tetrahedra in the composition of prepared phases. Modes in the regions of 400–600 cm-1 and 900–1000 cm–1 were assigned to symmetric and asymmetric stretching vibrations of phosphate tetrahedron in the alluaudite-type structure, respectively. The effect of partial substitution of sodium cations by lithium cations in the phosphate matrix Na2Co2Fe(PO4)3 as well as the decrease of sodium cations amounts in the alluauditerelated structure for the phases of Na1.5Co1.5Fe1.5(PO4)3 and Na1.75Co1.75Fe1.25(PO4)3 on the conductive properties of compounds were analyzed. It was found that increasing of sodium cations amount in the channels of the alluaudite-related structure leads to an increase of the specific conductivity from 0.011 Om-1m-1 for Na1.75Co1.75Fe1.25(PO4)3 to 0.15 Om–1m–1 for Na2Co2Fe(PO4)3 at a temperature of 550 °C. It was also found that partial substitution of sodium cations by lithium cations in the initial phosphate matrix Na2Co2Fe(PO4)3 no significant influence on conductivity of phase Li0.25Na1.75Co2Fe(PO4)3 (σ = 0.095 Оm–1m–1 at a temperature of 550 °C). In the case of phosphates Na1.75Co1.75Fe1.25(PO4)3 and Li0.25Na1.75Co2Fe(PO4)3 decreasing of conductive properties in the temperature ranges 190–250 °С and 550–590 °С, respectively are caused by contribution of different components in general conductivity. The synthesized phases can be used in the development of materials with conductive properties.

    Keywords: melting method, alluaudite, impedance spectroscopy.
    Full text (PDF) [In Ukrainian]

    CИНТЕЗ, ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ПРОВІДНІ ВЛАСТИВОСТІ ФАЗ АЛЮОДИТОВОГО ТИПУ

    Струтинська Н., Strutynska_N@bigmir.net
    Співак А.
    Кузьмін Р.
    Слободяник М.
    Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ
    Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Хімія. 2020, Випуск 1(57), С. 6-9.

    https://doi.org/10.17721/1728-2209.2020.1(57).1

    Складнооксидні фосфати Na1.5Co1.5Fe1.5(PO4)3, Na1.75Co1.75Fe1.25(PO4)3, Na2Co2Fe(PO4)3 і Li0.25Na1.75Co2Fe(PO4)3, що належать до алюодитового структурного типу (моноклинна сингонія, просторова група С2/с) було синтезовано методом розплавного синтезу з подальшим відпалом гомогенних стекол за температури 600 °С. Одержані фази охарактеризовано методами порошкової рентгенографї та ІЧ-спектроскопії. Проаналізовано вплив часткового заміщення катіонів натрію катіонами літію в матриці фосфату Na2Co2Fe(PO4)3, а також зменшення кількості катіонів натрію для фаз складу Na1.5Co1.5Fe1.5(PO4)3 і Na1.75Co1.75Fe1.25(PO4)3, на провідні властивості сполук. Встановлено, що збільшення кількості катіонів натрію в каналах алюодитової структури призводить до підвищення питомої провідності на порядок (для Na2Co2Fe(PO4)3 за температури 550 °С σ = 0,15 Ом–1м–1). Синтезовані фази можуть бути використані під час розробки матеріалів із провідними властивостями.


    Ключові слова: розплавний метод синтезу, алюодит, імпедансна спектроскопія.
    Завантажити PDF