Твердые протонные электролиты на основе солей с высокосимметричными анионами: свойства и структурные особенности
Диссертация
В наиболее хорошо изученных суперпротониках на основе гидратов солей и оксидов протон находится в связанном состоянии и его перенос осуществляется по системе водородных связей протонгидратной оболочки. Параметры протонного переноса в таких системах зависят как от строения кристаллической решетки, так и от состава протонгидратной оболочки. Однако, при понижении влажности или повышении температуры… Читать ещё >
Список литературы
- Knauth P., Tuller H.L. Solid state ionics: roots, status and future prospects // J. Am. Ceram. Soc.-2002.-V.85. ~№ 7. P.1654−1680.
- Иванов-Шиц A.K., Мурин КВ. Ионика твердого тела: В 2 т. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2000. — Т. 1. — 616с.
- Weppner W. Trends in new materials for solid electrolytes and electrodes // Solid State Ionics. 1981. — V.5. — P.3−8.
- Ярославцев А.Б. Протонная проводимость неорганических гидратов // Успехи химии. 1994. — Т.63. — № 5. — С.449−455.
- Kreuer K.D. Fast proton conductivity: a phenomenon between the solid and the liquid state? // Solid State Ionics. 1997. — V.94. — P.55−62.
- Colomban Ph., Novak A. Proton transfer and superionic conductivity in solid and gels // J. Mol. Structure. 1988. — V.177. — P.277−308.
- Buist G.J., Hipperson W.C.P., Lewis J.D. Equilibria in alkaline solution of periodates // J. Chem. Soc. A. 1969. — P.307−312.
- Troemel M., Doelling H. Die Kristallstruktur von K3I05 // Z. Anorg. Allg. Chem. 1975.- Bd.411. — S.41−48.
- Troemel M., Doelling H. Mesoperiodate M3I05 des Rubidiums und Caesiums // Z. Anorg. Allg. Chem. 1975. — Bd.411. — S.49−53.
- Brehler В., Jacobi H., SiebertH. Kristallstruktur und Schwingungsspektrum von K4I2O9 //Z. Anorg. Allg. Chem. 1968. — Bd.362. — S.301−311.
- Feikema, Y.D. The Crystal Structures of Two Oxy-Acids of Iodine. 1. A Study of Orthoperiodic Acid, H5I06, by Neutron Diffraction. // Acta Cryst. 1966. -V.20. -P.765−769.
- Kraft Т., Jansen M. Zur Existenz des Tetrahydrogenorthoperiodations die Kristallstruktur von LiH4I06-H20 // Z. Anorg. Allg. Chem. 1994. — Bd.620. -S.805−808.
- Zhang Z., Lutz H.D., Georgiev M., Maneva M. The first beryllium periodate: Be (H4I06)2−4(H20) // Acta Cryst. C. -1996. V.52. — P.2660−2662.
- Tichy К., Rueegg A., Benes J. Neutron Diffraction Study of Diammonium Trihydrogen Periodate, (NH4)2H3I06, and its Deuterium Analogue, (ND4)2D3I06 // Acta Cryst. B. 1980. — V.36 — P.1028−1032.
- Jansen M., Kraft T. Li2H3I06, eine neue Variante der Molybdaenitstruktur // Z. Anorg. Allg. Chem. 1994. — Bd.620. — S.53−57.
- Jansen M., Rehr A. Na2H3I06, eine Variante der Markasitstruktur // Z. Anorg. Allg. Chem. 1988. — Bd.567. — S.95−100.
- Bigoli F., Manotti Lanfredi A.M., Tiripicchio A., Tiripicchio Camellini M. Crystal and molecular structure of hexaquomagnesium trihydrogenhexaoxoiodate (VII) // Acta Cryst. B. 1970. — V.26. — P. 1075−1079.
- Sasaki M., Yarita Т., Sato S. Ba (H3I06) // Acta Cryst. C. 1995. — V.51. -P.1968−1970.
- Zhang Z., Suchanek E., Esser D., Lutz H.D., Nikolova D., Maneva-Petrova M. NiH3ICV6H20 Kristallstruktur und Schwingungsspektren // Z. Anorg. Allg. Chem. — 1996. -Bd.622. — S.845−852.
- Abrahams S.C., Bernstein J.L. Pyroelectric Na (H30)(I (0H)303. Room temperature crystal structure // J. Chem. Phys. 1978. — V.69. -P.4234−4237.
- Kellersohn T. Structure of potassium sodium orthoperiodate (VII) tetrahydrate // Acta Cryst. C. 1991. V.47.-P.1133−1136.
- Adelskoeld V., Eriksson L., Wang P.-L., Werner P.E. Structure of a copper (II) periodate complex // Acta Cryst. C. 1988. — V.44. — P.597−599.
- Adelskoeld V., Werner P.E., Sundberg M.R., Uggla R. Powder diffraction studies on dicopper (II) paraperiodate hydrates // Acta Chem. Scand. A. 1981 — V.35. -V.789−794.
- Hoppe R., Schneider J. Eine «misslungene» Synthese: ueber К21л (Юб) und K5I2(Au02) // J. of the Less-Common Metals. 1988. V.137. -P.85−103.
- Jansen M., Mueller R. Li2KUI2Oio, das erste Tetrahydrogendimesoperiodat // Z. Anorg. Allg. Chem. 1996. — Bd.622. — S.1901−1906.
- Nagel R., Botova M., Pracht G., Suchanek E., Maneva M., Lutz H.D. Kristallstruktur, Infrarot-und Ramanspektren sowie thermische Zersetzung von
- Magnesiumtetrahydrogendimesoperiodat, MgH4I2Oi0−6(H2O) // Zeitschrift fuer Naturforschung B. 1999 — Bd.54. — S.999−1008.
- Mikhail I. Crystal Structure of K4(H2I2O10)-8H2O8// Mater. Res. Bull. 1977. -V.12. -P.489−496.
- Ferrari A., Braibanti A., Tiripicchio A. The Crystal Structure of Tetrapotassium Dihydrogendecaoxodiiodate (VII) Octahydrate // Acta Cryst. 1965. V.19. -P.629−636.
- Tronska A., Nachbaur E., Belaj F. Tetrasilvermesoperiodate, Ag4H2l2Oi0: structure and color phenomenon // J. Solid State Chem. 1994. — V.113. -P.393−397.
- Tobias K.M., Jansen M. Zur Kenntnis von Na5m20io- 14(H20) I IZ. Anorg. Allg. Chem. 1986. — Bd.538. — S.159−165.
- Baranov A.I., Shuvalov L.A., Shchagina N.M. Superion conductivity and phase-transitions in CsHS04 and CsHSe04 crystals // JETP Lett. 1982. — V.36. -№ 11. -P.459−462.
- Belushkin A.V., Abams M.A., Hull S., Shuvalov L.A. P-T phase diagram of CsHS04. Neutron scattering study of structure and dynamics. // Solid State Ionics. 1995. — V.77. — P.91−96.
- Belushkin A.V., Adams M.A., Hull S., Kolesnikov A.I., Shuvalov L.A. Structure and dynamics of different phases of the superionic conductor CsHS04 // Physica B. 1995. — V.213−214. — P.1034−1036.
- Balagurov A.M., Belushkin A.V., Dutt I.D., Natkaniec I., Pakida M., Savenko B.N., Shuvalov L.A., Wasicki J. Neutron-scatering studies on structural phase-transitions of superionic conductor CsHS04 // Ferroelectrics. 1985. — V.63. -№ 1−4. -P.59−67.
- Colomban Ph., Pham-Thi M., Novak A. Thermal history and phase transitions in the superionic proton conductors CsHS04 and CsHSe04 // Solid State Ionics. -1986. V.20. -P.125−134.
- Belushkin A.V., Carlile C.J., Shuvalov L.A. The diffusion of protons in the superionic conductor CSHSO4 by quasielastic neutronscatering // Journal of physics-condensed matter. 1992. — V.4. -P.389.
- Меринов Б.В., Баранов А.И, Максимов Б. А., Шувалов Л. А. Кристаллическая структура CsDS04 // Кристаллография. 1986. — Т.31. — С.450−454.
- Uda Т., Boysen D.A., Haile SM. Thermodynamic, thermomechanical and electrochemical evaluation of CsHS04 // Solid State Ionics. 2005. — V.176. -P.127.
- Chisholm C.R.I., Haile S.M. X-ray structure refinement of CsHS04 in phase II // Mater. Res. Bull. 2000. — V.35. -P.999−1005.
- Асланов JI.A., Кудрявцев И.К, Безуглый Б. А. Протонная проводимость и синтез на твердых электролитах // Журнал неорганической химии. 1993. -Т.38 -№ 7. — С.1160−1182.
- Бургина Е.Б., Пономарева В. Г., Балтахинов В. П., Костровский В. Г. Спектроскопическое исследование строения и механизма протонной проводимости CsHS04 и компрозитов CsHS04/Si02 // Журнал Структурной Химии. 2005. — Т.46. — № 4. — С.630−640.
- Chisholm C.R.I., Jang Y.H., Haile SM., Goddard III W.A. Superprotonic phase transition of CsHS04: A molecular dynamics simulation study // Phys. Rev. B. -2005.- V.72.-P.134 103.
- Меринов Б.В., Баранов А.И, Шувалов Л. А., Максимов Б. А. Кристаллическая структура суперионной фазы CsDS04 и фазовые переходы в гидро- и дейтеросульфатах (селенатах) цезия // Кристаллография. 1987. — Т.32. -№ 1. — С.86−92.
- Itoh By.К. Ozaki Т., Nakamura E. Structure of cesium hydrogensulfate // Acta Cryst. В 1981. -V.37. -P.1908−1909.
- Pham-Thi M., Colomban Ph., Novak A. Blink R. Phase-transitions in superionic protonic conductors CsHS04 and CsHSe04 // Solid State Commun. 1985. -V.55. -P.265.
- Walrafen G.E., Irisii O.E., Young T.F. Raman special studies of molten potassium bisulfate and vibrational frequencies of S207 groups // J. Chem. Phys. -1962.-V.37.-P.662.
- Colomban Ph., Pham-Thi M., Novak A. Influence of thermal and mechanical treatment and of water on structural phase-transitions in CsHS04 // Solid State Ionics. 1987.-V.24.-P. 193.
- Ortiz E., Vargas R.A., Mellander B-E. Phase behaviour of the solid proton conductor CsHS04 // J. Phys.: Condens. Matter. 2006. — V.18. — P.9561−9573.
- Сигаловская Ю.И., Нозик Ю. З., Товбис А.Б.// Кристаллография. 1989. -Т.34. -С.316.
- Нозик Ю.З., Ляховицкая Л. И., Щагина Н. М., Сарин В. А. Нейтронографическое исследование кристаллических структур фаз I, II, III гидросульфата цезия методом полнопрофильного анализа // Кристаллография. 1990. — Т.35. — №.3. — С.658−660.
- Belushkin A.V., David W.I.F., Ibberson R.M., Shuvalov L.A. High-resolution neutron powder diffraction studies of the structure of CsDS04 // Acta Cryst. B. -1991. V.47. -P.161−166.
- Belushkin A.V., Carlile C.J., David W.I.F., Ibberson R.M., Shuvalov L.A. Neutron-scatering study of crystal-structure and proton diffusion in protonic conductors with hydrogen-bonds // Physica B. 1991. — V.174. — P.268.
- Jirak Z., Dlouha M., Vratislav S., Balagurov A.M., Beskrovnyi A.I., Gordelii V.I., Datt I.D., Shuvalov, L.A. A neutron diffraction study of the superionic phase in CsHS04 // Phys. Stat. Sol. A 1987. — V.100. — P. 117−122.
- Chishlom C.R.I. Superprotonic Phase Transitions in Solid Acids: Parameters affecting the presence and stability of superprotonic transitions in the MHnX04family of compounds (X=S, Se, P, As- M=Li, Na, K, NH4, Rb, Cs) // Phd Thesis.-2003.-272 p.
- Belushkin A. V., McGreevy R.L., Zetterstorm P., Shuvalov LA. Mechanism of superprotonic conductivity in CsHS04 // Physica B. 1998. — V.241−243. -P.323−325.
- Baranov A.I., Merinov В. V., Tregubchenko A. V., Khiznichenko V.P., Shuvalov L.A., Schagina N.M. Fast proton transport in crystals with a dynamically disordered hydrogen-bond network // Solid State Ionics. 1989. — V.36. — № 3−4. -P.279−282.
- Boysen D.A., Haile S.M. High-Temperature Behavior of CSH2PO4 under Both Ambient and High Pressure Conditions // Chem. Mater. 2003. — V. l5 — P.727−736.
- Metcalfe В., Clark J.B. Differential scanning calorimetry of RbH2P04 and CsH2P04//Thermochim. Acta. 1978. — V.24. -№ 1. — P.149−153.
- Нирша Б.М., Гудиница Э. Н., Факеев A.A., Ефремов В. А., Жаданов Б. В., Оликова В. А. Исследование процесса термической дегидратации CsH2P04 // Журнал неорганической химии. 1982. — Т.27. — С.1366−1370.
- Iwata Y., Коуапо N., Shibuya I. A neutron diffraction study of the ferroelectric transition of CsH2P0411 J. Phys. Soc. of Japan. 1980. — V.49. — P.304−307.
- Preisinger A., Mereiter K., Bronowska W The phase transition of CsH2P04 (CDP) at 505K//Mater. Sci. Forum. 1994. — V.166−169. — P.511−516.
- Otomo J., Minagawa N., Wen C.-J., Eguchi K., Takahashi H. Protonic conduction of CsH2P04 and its composite with silica in dry and humid atmospheres // Solid State Ionics. 2003. — V. l56. — P.357−369.
- Matsunaga H., Itoh К, Nakamura E. X-ray structural study of ferroelectric caesium dihydrogen phosphate at room temperature // J. Phys. Soc. of Japan. -1980.-V.48.-P.2011−2014.
- Baranov A.I., Khiznichenko V.P., Shuvalov L.A. High-temperature phase-transitions and proton conductivity in some KDP-family crystals // Ferroelectrics. 1989. — 100. — 135−141.
- Haile S.M., Calkins P.M., Boysen D. Structure and Vibrational Spectrum of 3-Cs3(HS04)2[H2.x (Pi-x, Sx)04. (x~0.5), a New Superprotonic Conductor, and a Comparison with a-Cs3(HS04)2(H2P04) // J. of Solid State Chemistry. 1998. -V.139. -P.373−387.
- Haile S.M., Kreuer K.D., Maier J. Structure of Cs3(HS04)2(H2P04) a new compound with a superprotonic phase transition // Acta Cryst. B. — 1995. -V.51. -P.680−687.
- Haile S.M., Calkins P.M. X-ray diffraction study of Cs5(HS04)3(H2P04)2, a new solid acid with a unique hydrogen-bond network // J. of Solid State Chemistry. -1998. V.140. -P.251−265.
- Chisholm C.R.I., Haile S.M. Structure and thermal behavior of the new superprotonic conductor Cs2(HS04)(H2P04) I I Acta Cryst. B. 1999. — V.55. -P.937−946.
- Haile S.M., Klooster W.T. Single-crystal neutron diffraction study of beta Cs3(HS04)2(H2.x (SxPi.x)04) (x^caO.5) at 15K // Acta Cryst. B. 1999. -V.55. -P.285−296.
- Chisholm C.R.I., Haile S.M. Superprotonic behavior of Cs2(HS04)(H2P04) a new solid acid in the CsHS04-CsH2P04 system I I Solid State Ionics. — 2000. -V.136−137. -P.229−241.
- Haile S.M., Calkins P.M., Boysen D. Superprotonic conductivity in p-Cs3(HS04)2H2.,(Pi." S*)04. // Solid State Ionics. 1997. — V.97. -P.145−151.
- Haile S.M., Lentz G., Kreuer K.-D., Maier J. Superprotonic conductivity in Cs3(HS04)2(H2P04) // Solid State Ionics. 1995. -V.77. — P. 128−134.
- De Waal D., Zabel M., Range K.-J. The crystal structure of beta-CsI04, the room-temperature modification of cesium periodate // Zeitschrift filer Naturforschung Teil B. Anorganische Chemie, Organische Chemie. 1996. -Bd.51. — S.441−443.
- De Waal D., Range K.-J. Structure refinement of rubidium periodate at 297 and 150 К // Zeitschrift fuer Naturforschung, Teil B. Anorganische Chemie, Organische Chemie. 1996. -Pd.51. — S.1365−1367.
- Руководство по неорганическому синтезу: в 6-ти т. / Под ред. Г. Брауэра. -М.: Мир, 1985. Т.2. — С.325−658.
- Siebert Н Zur Kenntnis der Alkaliperjodate // Z. Anorg. Allg. Chem. 1960. -Bd.304. — S.266−275.
- Черняк A.B., Шилов Г. В., Добровольский Ю. А., Леонова Л. С., Романченко Е. В., Атовмян Л. О. Структура, термическая устойчивость и проводимость кислых ортопериодатов // Материалы 5-го семинара по ионике твердого тела. Черноголовка. — 2000. — С.59−63.
- Никитина З.К., Никитина НИ, Шилов Г.В. Синтез и характеристика некоторых ортопериодатов рубидия // Журнал неорганической химии. -2004. Т.49. — № 8. — С.1248−1252.
- Шилов Г. В., Никитина З. К., Добровольский Ю. А., Леонова Л. С., Атовмян Л. О. Кристаллическая и молекулярная структура и свойства двузамещенного ортопериодата рубидия Rb2H3I06 // Координационная химия. 2004. — Т.30. — № 7. — С.483−487.
- Шилов Г. В., Никитина З. К., Добровольский Ю. А., Леонова Л. С., Черняк А. В., Тарасов В. П., Атовмян Л О. Кристаллическая структура и свойства соли Rb4H2I2Oi0−4H2O // Координационная химия. 2004. — Т.30. — № 11. -С.759−764.
- Романченко Е.В., Шилов Г. В., Добровольский Ю. А., Карелин А. И., Черняк А. В., Атовмян Л. О. Синтез, кристаллическая структура и свойства смешанной соли Cs2I(0H)303.-CsS04(H)H5I06 // Координационная химия. 2004. — Т.30. — № 7. — С.487−492.
- Sheldrick G.M. SHELXL-93. Program for crystal structure refinement. Univ. of Gottingen, Germany, 1993- Sheldrick G.M. SHELXS-93. Program for crystal structure solution. Univ. of Gottingen, Germany, 1993.
- Sheldrick G.M. SHELXL-97. Program for crystal structure refinement. Univ. of Gottingen, Germany, 1997- Sheldrick G.M. SHELXS-97. Program for crystal structure solution. Univ. of Gottingen, Germany, 1997.
- Букун Н.Г., Укше A.E., Укше E.A. Частотный анализ импеданса и определение элементов эквивалентных схем в системах с твердыми электролитами // Электрохимия. 1993. — Т.29. — № 1. — С.110−116.
- Дратовски М, Почесова Л. Новые сведения о кислородсодержащих соединениях йода // Успехи химии. 1968. — Т.37. — № 4. — С.537−558.
- Лидин Р.А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических соединений. Москва: Химия. — 1996. — 480С.
- Никитина Н.И., Никитина З. К. Термические превращения K4H2I2Oi0−8H2O. Синтез и характеристика К2Н3Юб // Журнал неорганической химии. 2004. -Т.49. — № 9. — С.1450−1453.
- Шилов Г. В., Добровольский Ю. А., Леонова Л. С., Черняк А. В., Романченко Е. В., Атовмян Л. О. Кристаллическое строение и свойства кислой соли ортойодной кислоты CsH9I20i2 // Журнал координационной химии. 2001. — Т.27. — № 11. — С.834−838.
- Уэльс А. Структурная неорганическая химия. Москва: Мир. — 1987. — Т.2. -С.22.
- Kellersohn Т. Structure of potassium sodium orthoperiodate (VII) tetrahydrate // Acta Cryst. C. 1991. — V.47. -P.l 133−1136.
- Dratovsky M., Kozisek V., Strauch В. Beitrag zur infrarotspektroskopie sauerstoffhalitiger jodverbindungen // Coll. Czech. Chem. Commun. — 1971. — V.36. -P.3810−3823.
- Siebert H. Ultrarotspektren und Struktur der Uberjodsaure und der Alkaliperjodate. // Z. Anorg. Allg. Chem. 1960 — Bd.303 — S.162.
- Siebert V.H., Fuckert M. Neue Quecksilber (II)-perjodate // Z. Anorg. Allg. Chem. 1977. — Bd.433. — S.224−228.