ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРИ НА СТРУКТУРОУТВОРЕННЯ В СИСТЕМІ CeO2-Yb2O3
DOI:
https://doi.org/10.18524/2304-0947.2020.3(75).208388Ключові слова:
cerium dioxide, ytterbium oxide, mechanosynthesis, REO nanoparticles, solid solutions, perovskite, EPRАнотація
Температурна обробка сумішей рідкісноземельних оксидів (РЗО) широко застосовується для створення різних функціональних матеріалів технічного призначення та дає змогу отримати матеріали із наперед заданими властивостями. За допомогою методів рентгенофазового аналізу (РФА) та електронного парамагнітного резонансу (ЕПР) проведено вивчення процесу структуроутворення при термічній обробці гомогенізованої механохімічним методом подвійної суміші діоксиду церію (5 мол. %) та оксиду ітербію (95 мол %) за температур 120, 1100 та 1500 °С. Встановлено зміну фазового складу і структури кераміки на основі CeO2 і Yb2O3 при збільшені температури та тривалості прожарювання. В гетерогенному складі зразка, отриманого після термообробки за Т = 1500 °С впродовж 50 год, доведено наявність впорядкованої фази типу перовскіту CeYbO3. На спектрах ЕПР продемонстровано вплив температурної обробки зразків у діапазоні від 120 до 1500 °С на інтенсивність, форму та положення спектральних ліній, значення g-фактору. Встановлено, що термообробка суміші призводить до зміни спектральних ЕПР характеристик і властивостей оксидів церію та ітербію. На підставі даних ЕПР проведено інтерпретацію фізичних і хімічних змін складових суміші (оксидів РЗЕ в заданому молярному співвідношенні) при її обробці в зазначеному інтервалі температур. Встановлено, що на утворення впорядкованої фази типу перовскіту впливає не тільки підвищення температури, але і тривалість термічної обробки. Показано, що за всіх режимів термообробки зразка домінуючою є кубічна фаза С-Yb2O3.
Посилання
Giese E.C. Rare earth elements: Therapeutic and diagnostic applications in modern medicine 2: 2018. doi: 10.15761/CMR.1000139
He L., Su Y., Lanhong J., Shi S. Recent advances of cerium oxide nanoparticles in synthesis, luminescence and biomedical studies: a review. Journal of Rare Earths, 2015, vol, 33, no 8, pp. 791–799. doi:10.1016/s1002-0721(14)60486-5
Huang Y., Liu J., Deng Y., Qian Y., Jia X., Ma M. Yang C., Liu K., Wang Z., Qu Sh.,Wang Z. The application of perovskite materials in solar water splitting. Journal of Semiconductors, 2020, vol. 41, 011701. doi: 10.1088/1674-4926/41/1/011701.
Vildanova M.F., Nikolskaya A.B., Kozlov S.S., Karyagina O.K., Larina L.L., Shevaleevskiy O.I., Almyasheva O.V., Gusarov V.V. Nanostrukturyi na osnove sistemyi ZrO2–Y2O3 dlya perovskitnyih solnechnyih elementov. DAN, 2019, vol. 484, no 6, pp. 712–715. (In Russian)
He J., Sunarso J., Zhu Y., Zhong Y., Miao J., Zhou W., Shao Z. High-performance non-enzymatic perovskite sensor for hydrogen peroxide and glucose electrochemical detection. Sensors and Actuators B: Chemical, 2017, vol. 244, pp. 482-491. doi.org/10.1016/j.snb.2017.01.012
Zelenko M.A., Nedilko S.A., Dehtiarova K.V. Tokoprovidni oksydni materialy na osnovi 3d-metaliv ta ridkisnozemelnykh elementiv. Fizyka i khimiia tverdoho tila, 2013, vol. 14, no 1, pp. 108-114. (In Ukrainian)
Pena M., Fierro J.L.G. Chemical structures and performances of perovskite oxides. Chem. Rev, 2001, vol. 101, pp. 1981–2017.
Magnone E.A. Systematic Literature Review on BSCF-Based Cathodes for Solid Oxide Fuel Cell Applications. Journal of Fuel Cell Science and Technology, 2010, no 6 (7), pp. 064001-064012.
Mao Y., Zhou H., Wong S. S. Synthesis, Properties, and Applications of Perovskite-Phase Metal Oxide. Nanostructures Material Matters, 2010, vol. 5.2, 50.
Ito K., Tezuka K., Hinatsu Y. Preparetion, Magnetic Susceptibility, and Specific Heat on Interlathanide Perovskites ABO3 (A =La-Nd, B = Dy – Lu). Journal of Solid State Chemistry, 2001, vol. 157, pp. 173-179.
Małecka Małgorzata A., Burkhardt U., Kaczorowski D., Schmidt Marcus P., Goran D., Kepin´ski L. Structure and phase stability of nanocrystalline Ce1−xLnxO2−x/2−δ(Ln = Yb, Lu) in oxidizing and reducing atmosphere. Journal of Nanoparticle Research, 2009, vol. 11, pp. 2113 – 2124.
Andrievskaya E.R, Kornienko O.A., Sameljuk A.V., Bykov A.I. Interaction of ceria and ytterbia in air within temperature range 1500–600° C. Journal of the European Ceramic Society, 2019, vol. 39, Is. 9, pp. 2930-2935 https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2019.03.021
Farle M. Ferromagnetic resonance of ultrathin metallic layers. Reports on Progress in Physics, 1998, vol. 61, Is. 7, pp. 755-826. doi: 10.1088/0034-4885/61/7/001
Spektrometer EPR SE/X 2547, Manual, Radiopan (2016).
Korniienko O. A. Vzaiemodiia oksydiv tseriiu ta iterbiiu pry 1100 °S. Visnyk Dnipropetrovskoho universytetu. Seriia Khimiia, 2016, vol. 24, no 2, pp. 94–101. doi: 10.15421/081613 (In Ukrainian)
Sun C., Xue D. Size-dependent oxygen storage ability of nano-sized ceria. Physical Chemistry Chemical Physics, 2013, vol. 15, no.3-4, pp. 14414-14419.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Вісник Одеського національного університету. Хімія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Правовласниками опублікованого матеріалу являються авторський колектив та засновник журналу на умовах, що визначаються видавничою угодою, що укладається між редакційною колегією та авторами публікацій. Ніяка частина опублікованого матеріалу не може бути відтворена без попереднього повідомлення та дозволу автора.
Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.
