CИНТЕЗ, ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ПРОВІДНІ ВЛАСТИВОСТІ ФАЗ АЛЮОДИТОВОГО ТИПУ: DOI: https://doi.org/10.17721/1728-2209.2020.1(57).1

Н. Струтинська; А. Співак; Р. Кузьмін; М. Слободяник

Автор(и)

Н. Струтинська Київський національний університет імені Тараса Шевченка https://orcid.org/0000-0001-9738-9689
А. Співак Київський національний університет імені Тараса Шевченка
Р. Кузьмін Київський національний університет імені Тараса Шевченка
М. Слободяник Київський національний університет імені Тараса Шевченка

Ключові слова:

розплавний метод синтезу, алюодит, імпедансна спектроскопія

Анотація

Складнооксидні фосфати Na_1.5Co_1.5Fe_1.5(PO₄)₃, Na_1.75Co_1.75Fe_1.25(PO₄)₃, Na₂Co₂Fe(PO₄)₃ і Li_0.25Na_1.75Co₂Fe(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 Na_1.5Co_1.5Fe_1.5(PO₄)₃ і Na_1.75Co_1.75Fe_1.25(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 s = 0,15 Ом^–1м^–1). Синтезовані фази можуть бути використані під час розробки матеріалів із провідними властивостями.

Посилання

1. Dwibedi D. Alluaudite Battery Cathodes / D. Dwibedi, P. Barpanda, A. Yamada // Small Methods. – 2020. – V. 4, Is. 7. – 2000051.

2. Dwibedi D. Alluaudite NaCoFe2(PO4)3 as a 2.9 V Cathode for Sodium-Ion Batteries Exhibiting Bifunctional Electrocatalytic Activity / D. Dwibedi, R. Gond, P. Barpanda // Chemistry of Materials. – 2019. – V. 31, Is. 18. – P. 7501–7509.

3. Kacimi M. Structural features of AgCaCdMg2(PO4)3 and AgCd2Mg2(PO4)3, two new compounds with the alluaudite-type structure, and their catalytic activity in butan-2-ol conversion / M. Kacimi, M. Ziyad, F. Hatert // Materials Research Bulletin. – 2005. – V. 40, Is. 4. – P. 682–693.

4. Synthesis and Structural, Electrical, and Magnetic Properties of New Iron-Aluminum Alluaudite Phases β-Na2Ni2M(PO4)3 (M = Fe and Al) / D. Harbaoui, M. M. S. Sanad, C. Rossignol, K. Hlil El, N. Amdouni, S. Obbade // Inorganic Chemistry. – 2017. – V. 56, Is. 21. – P. 13051–13061.

5. Liu D. Synthesis, Crystal Structure, and Electrochemical Properties of Alluaudite Na1.702Fe3(PO4)3 as a Sodium-Ion Battery Cathode / D. Liu, G. T. R. Palmore // ACS Sustainable Chemistry  Engineering. – 2017. – V. 5, Is. 7. – P. 5766−5771.

6. Crystal structures and magnetic properties of iron (III)-based phosphates: Na4NiFe(PO4)3 and Na2Ni2Fe(PO4)3 / R. Essehli, B. El. Bali, S. Benmokhtar, K. Bouzianec, B. Manound, M. A. Abdalslame, H. Ehrenberg // Journal of Alloys and Compounds. – 2011. – V. 509, Is. 4. – P. 1163–1171.

7. Alluaudite Na2Co2Fe(PO4)3 as an electroactive material for sodium ion batteries / R. Essehli, I. Belharouak, H. Ben Yahia, K. Maher, A. Abouimrane, B. Orayech, S. Calder, X. L. Zhou, Z. Zhou, Y.-K. Sun // Dalton Transactions. – 2015. – V. 44, Is. 17. – P. 7881–7886.

8. Impedance Spectroscopy Theory, Experiment, and Applications / E. Barsoukov (Ed.), J. R. Macdonald (Ed). – Hoboken : John Wiley & Sons, Inc., 2005.