(untitled) (Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Хімія, 2024)
Вступ. Одним із способів впливу на функціональні властивості скдладних фосфатів лужних та полівалентних металів є часткове заміщення катіонів-компенсаторів заряду аніонної підгратки та атомів у каркасоформуючих позиціях. Значний інтерес на сьогодні привертають змішаноаніонні фосфати загального складу Na4MII3(PO4)2(P2O7), завдяки особливостям структури як перспективні катодні матеріали для натрій-йонних батарей. Метою роботи є вивчення можливості часткового заміщення катіонів натрію на катіони літію чи калію, а також атомів у каркасоформуючих позиціях Со2+ на Fe3+ зі збереженням вихідної структури Na4Со3(PO4)2(P2O7). Методи. У роботі використано метод розплавленого синтезу для одержання фосфатів, методи порошкової рентгенівської дифракції та ІЧ спектроскопії для їх характеризації. Результати. Показано можливість реалізації гетеровалентного заміщення Со2+ на Fe3+ до 16,6мол% у структурі Na4Со3(PO4)2(P2O7) та синтезовано склокераміки фосфатів загального складу Na4-уСо3-уFeу(PO4)2(P2O7) (у = 0.1 чи 0.5), що належать до орторомбічної сингонії, просторової групи Pn21a, параметри комірок для яких зменшуються по мірі збільшення ступеня заміщення атомів у каркасоформуючій позиції. Встановлено, що в результатів взаємодії за мольних співвідношень Na:МІ:Со:Fe:P=3,0:0,5:2,5:0,5:4,0 (МІ – Li+, К+), що передбачало реалізацію комбінованого часткового заміщення у каркасоформуючих та порожнинних позиціях структури Na4Со3(PO4)2(P2O7) формуються композити на основі фаз Na4Со3(PO4)2(P2O7) (понад 50мас%), Na2Fe3(PO4)3 та NaCoPO4. Висновки. Одержані результати свідчать про можливості гетероваленого заміщення катіонів кобальту на ферум (ІІІ) у структурі Na4Со3(PO4)2(P2O7), що передбачає формування до 12,5% вакансій у порожнинних позиціях та в подальшому може бути використано для регулювання іонпровідних властивостей матеріалів на основі змішаноаніонних фосфатів з аніонною підграткою типу [МІІ3-хМІІІх(PO4)2(P2O7)](4-х)- для розробки натрій-йонних батарей.