Диссертация (1150366), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Химическая стабильность в Н2О/СО2 важнадля оценки возможности использовать эти материалы для производства синтез-газа.Авторами было показано, что основными продуктами реакции оказались SrCO3 и/илиSr(OH)2·H2O, а скорость реакции зависит от температуры и от отношения количестваCO2 к водяному пару при определенном общем давлении. В условиях, когда основнымпродуктом являлся карбонат стронция, образцы хорошо сохраняли свою прочность.Когда же основным продуктом был гидроксид стронция, то прочность была плохая.Авторами было установлено, что стабильность возрастает с уменьшением активности Sr(с уменьшением содержания Sr ).В Таблице 3 представлен анализ литературы по методам синтеза и исследованнымхарактеристикам для сложного феррита SrFeO3–δ.25Таблица 3. Литературные данные по синтезу сложного оксида SrFeO3–δСсылка[56][71][72]Вещества,структураSr2Fe2O5орторомбическаяпереходитвкубическуюСпособ получения,методикаКерамическая технология1Fe2O3:2SrCO3 при 1373.15K навоздухе 55 ч.
Получают оксид с3-х=2,8, далее при 1473.15K вультрачистом Ar (1,5 л / мин,pО2<1 ppm) в течение 8 ч иохлаждаютвинертнойатмосфере.SrFeO3 - δПиролиз - распыляется растворнитратовметалловспоследующим измельчением вшаровоймельницеипрокаливанием при 900° С втечение 10 часов. Чистоту фазыпроверяют РСА. Далее веществопрессуется при 7 МПа споследующимхолоднымизостатическимпрессованиемпри 140 МПа. Гранулы затемспекают при 930°С в течение 3часов и медленно охлаждают навоздухе.SrFeO3-δКерамическая технология1Fe2O3:2SrNO3 на воздухе до700oC,чтобыполностьюразложитьнитрат.Затемизмельчали в ступке и обжигаливатмосферевоздухаприoтемпературе 1000 C ~ 30 ч.Полученныйпорошокпрессовали в таблетки при -100МПа и отжигали при 1240oC втечение 10ч с повторяющимисяпромежуточнымиперетираниями смеси.
Далеепорошок просеивали до размерачастиц менее 80 мкм.ИзученныесвойстваМагнитныеТ от комн. до 1223,15 K.Оксидпретерпеваетдвафазовых перехода: (I) изантиферромагнитноговпарамагнитноесостояние,TN=691.8K, и (II) при 1140.15Kоторторомбическойвкубическую структуру.Химическая диффузия иповерхностныекоэффициентыобменаизмерялисьэлектрохимической ячейкой всочетаниисэлектрохимическойимпедансной спектроскопией(EIS)втемпературномдиапазонеот850915°С.Значение D ~ 4 ⋅ 10-5см2/с при 900 ° С, которое в 23 раза выше, чем значение дляSrCo0.5Fe0.5O3-δ. Кроме того,было показано, что, применяямедленноесканированиециклическойвольтамперометрии с той жеэлектрохимической ячейкой,могутбытьполученыдостоверныеданныепокислородной нестехиометрии.Электропроводностьот 20 до 1000 oC и pО2 от 1 до105 Па были использованы длясозданияравновесныхфазовых диаграмм р-T-x и рT-σ.
Охлаждение в потокекислородаиливоздухасопровождаетсярезкимиизменениямивсопротивлении.При температурах от 350 до1050oC Проводник р-типа, сположительнымтемпературнымкоэффициентомудельногосопротивления, как типичный26[73]SrFeO3-δ(0<δ<0,5)Тетрагональнаякристалл.реш.BaFeO3-δКерамическая технология1Fe2O3:1SrCO3при 1300oC навоздухе несколько часов, далееещеразперетиралиипрокаливали на воздухе притемпературе 1300oC 7ч.[8]SrFeO3-δпленкиИмпульсноеосаждение[31]SrFeO3-δ(δ=0,02;0,09; 0,26)SrFeO2.74 –cверхструктураперовскита, половинаатомов Feнаходятсявпирамидальномокружении,происходитупорядочениекислородныхвакансий.SrFeO3ГидротермальныйсинтезSr(NO3)2•4H2O и Fe(NO3)3•6H2O,лимонная кислота и нагреваласьдо 873.1.
нагревалась до 1073К 2часа на воздухе - (δ= 0.09).2. Затем в кислороде при1173 K и давлении 200 барвыдерживали 12 часов, послеохлаждалидокомнатнойтемпературы со скоростью5K/мин (δ=0.02)3. Порошокпрокаливалсяпри 1273 K (δ=0.26) на воздухев течение 12 часовметалл.Проводимостьварьируется от 102 S/сm при350 oC в О2 до 0,5 S/сm при1000 oC в Ar с pO2 = 4,5 Па истехиометриякислородаснижается с 2,75 до 2,45.Электропроводностьикоэффициенты Зеебека навоздухе, в O2 и в N2 втемпературном диапазоне от650°Сдокомнатнойтемпературы.Электропроводностьблизкаметаллам и при комнатнойтемпературевосновномопределяется подвижностьюэлектронов, которая зависит откислородных вакансий и длинсвязи Fe-O-Fe, чем их больше,тем электр-ть меньше.Улучшаетсяэлектропроводность,атемпературный коэффициентсопротивленияпоказываетнизкоеположительноезначение примерно 1,5-2,5 ·103 -1ККаталитические - горениеметана.
Продуктами реакциибылиСО2иН2О.Каталитическаяактивностьувеличивается с увеличениемкислородныхвакансийимаксимальнаприиспользовании в качествекатализатора сложного оксидаSrFeO2.74,гдеатомыкислорода, поступающие изгазовойфазы,легкопоглощаются и десорбируютсяпри умеренных температурахв процессе горения.Золь-гель технология 50 мл 0,1моль/л Sr(NO3)2•4H2O и 50 мл 0,1моль/л Fe(NO3)3•6H2O +60 мл 0,5 моль/л лимоннойФотокаталитическаяактивность - разложениеводного раствора Na2CO3.Муравьинаякислота,[34]лазерное27[20]SrFeO3кислоты (1:1:6) на магнитноймешалкевыпариваютподинфракрасной лампой (250 Вт)до образования вязкой жидкости.Далее сушили при 368К ввакууме ~ 80Па в течение 6-8ч ипосле выдерживали при 400°С втечение 4 часов.
Минимальнаятемператураобжигадляполучения однофазного образца 700 оС.МетодомрасплавленногосинтезаSr(NO3)2сFe(NO3)3•9H2O,SrCl2·6H2O с FeCl3 , и SrSO4 сFe2(SO4)3, с соотношением 1:1.Тогда солевая среда , NaOH,КОН, NaNO3-KNO3 (молярноесоотношение 1:1) эвтектика,NaNO3 - KNO3 эвтектика с Na2O2(молярное соотношение 2:2:1),NaCl-KCl-Na2O2(молярноеотношение 2:2:1) или Na2SO4K2SO4-Na2O2(мольноеотношение 2:2:1), смешивали сосмесью металлов в молярномсоотношении Sr2+: Fe3+: NaOH =1:1:20, Sr2+:Fe3+:КОН= 1:1:20,Sr2+: Fe3+: NaNO3- KNO3 =1:1:20,Sr2+:Fe3+:NaNO3-КNO3эвтектикас Na2O2 = 1:1:25, Sr 2 +:Fe3+:NaCl KCl -Na2O2 = 1:1:25 и Sr 2 + : Fe3+:Na2SO4-K2SO4-Na2O2=1:1:25,соответственно.Смесь помещают в керамическийтигель со слоем коррозионностойкойборосиликатнойкерамическойглазуриивыдерживают при температурах400-800оС в течение 1 - 48 ч вмуфельнойпечи.Послеохлаждениядокомнатнойтемпературы,растворимыесоединения из реакционнойсмесирастворяютвдистиллированнойводе.Полученный твердый продуктотфильтровывают, промываютдистиллированнойводойивысушиваютпри80°Сввакуумном сушильном шкафу.формальдегид и метиловыйспиртбылиидентифицированыкакфотопродукты.
Исследовалитакже воздействие измененияразличных параметров, такихкак концентрация карбонатанатрия,количествофотокатализатора и различныеисточники света, на выходфотопродуктов.Полученперовскитпринизкой температуре - 400оС.SrFeO3 нанокристаллы могутбытьсинтезированыврасплавленном NaNO3 - KNO3с Na2O2, а не в расплавленномNaOH, KOH, и NaNO3-KNO3.ДобавлениеNa2O2способствовал реакции междуSrO и Fe2O3, что приводит кобразованию SrFeO3.28Перовскит SrFeO3 и родственные ему соединения являются одними из самыхпривлекательных и интересных смешанных оксидов в связи с их инновационнымииспользованиями в передовых технологиях. Эти оксиды могут быть использованы вкачестве функциональных материалов во многих областях из-за их полезных свойств, втом числе как катализаторы для прямых метанольных топливных элементов [15], вустройстваx для газоразделения [8–10], как магнитные материалы [2–5], какфотокатализаторы [19–23] и как восстановители и окислители для применения вмембранных реакторах [13,14].
Синтез SrFeO3 и родственных соединений помимотрадиционного керамического метода был достигнут многими способами, в том числемеханохимическимсинтезом[14],гидротермальнымсинтезом[74],методомсамосгорания [75], методом соосаждения [76,77], золь-гель методом [78,79], пиролизом[80] и методом расплавленного синтеза [20]. Методом расплавленного синтеза удалосьнаилучшим образом снизить температуру синтеза и получить частицы в наноразмерномсостоянии (20-40 нм).GdFeO3GdFeO3 обладает сильной одноосной анизотропией и привлекает большоевнимание из-за высокой коэрцитивности и вращения Фарадея и, таким образом,является интересным материалом для хранения магнитооптических данных [6,7].
Крометого, сложный оксид GdFeO3 перспективен для использования в других направлениях,таких как газовое разделение [11], топливные элементы [12], катализ[16–18],фотокатализ[24–26]. Также благодаря своим магнитным свойствам данный оксид можетиспользоваться как контрастный агент в МРТ[27,28] и в доставке лекарств при лечениираковых заболеваний [29].Недавно стало известно, что сложный оксид GdFeO3 является мультиферроикомпри температуре ниже 2,5К (–270,65 °C) [81].
Авторы показали, что сложный оксидGdFeO3 является одновременно и сегнетоэлектриком и ферромагнетиком безприсутствия поля. Кроме того, они обнаружили, что его сегнетоэлектрические иферромагнитные свойства связаны, и его поляризация может быть изменена магнитнымполем. Но более значительным является то, что намагниченность GdFeO3 можноизменить электрическим полем с почти нулевым током и очень небольшой потерей29энергии. Это свойство является особенно полезным для того, чтобы его можно былоиспользовать в электронике.В литературе имеются статьи о получении GdFeO3 различными методами, приразличных условиях. Существует достаточное количество статей об изучении егосвойств.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
