Высоковольтная электропроводность бинарных систем гидросульфатов щелочных металлов в твердой и жидкой фазах

• Автор: Салихова, Асият Магомедаминовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава I. Строение и свойства переноса твердых электролитов и их

расплавов обзор

1.1. Строение и механизм протонной проводимости МН

М , К, ЯЬ, Сб

1.2. Классификация, строение и свойства твердых электролитов

1.3. Протонные твердые электролиты и их классификация

1.4. Различные механизмы ионной проводимости в протонных твердых электролитах

.5. Кислые соли неорганических кислот как протонные

твердые электролиты

1.6. Методы активации твердых электролитов .
1.7. Высоковольтная электропроводность солевых расплавов
Глава И. Методика исследования солевых расплавов и твердых
электролитов в сильных электрических полях
2.1. Принципиальная схема импульсной высоковольтной установки
2.2. Методика измерения проводимости солевых расплавов и
ТЭ в сильных электрических полях
2.3. Объекты исследования. Измерительная ячейка
2.4. Оценка возможных ошибок измерений
Глава III. Зависимость электропроводности бинарных смесей протонных твердых элект ролитов и их расплавов от НЭП
3.1. Зависимость электропроводности бинарной смеси твердого электролита Н4 КН.1 и его расплава от НЭП
3.2. Зависимость электропроводности бинарной смеси твердого элек
тролита эквимолярного состава ЫаН4 ЯЬН4 и
его расплава от НЭП
3.3. Зависимость электропроводности бинарной смеси твердого электролита и его расплава от НЭП
3.4. Зависимость электропроводности бинарной смеси ПТЭ эквимолярного состава I и его расплава от НЭП
3.5. Зависимость электропроводности бинарной смеси твердого электролита и его расплава от НЭП
3.6. Обсуждение экспериментальных результатов Глава VI. Активация и постактивационная релаксация избыточной
проводимости бинарных смесей протонных твердых электролитов и их расплавов
Система КаН4 КН4
Система КаН4 КЬН4
Система Н4 СН4
Система КШ ЯЬН4
Система КН4 СзН4
Обсуждение результатов
Выводы
Литература


Махачкала, на XIV Российской конференции по физической химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов с международным участием Екатеринбург, на Всероссийской дистанционной научнопрактической конференции с международным участием Актуальные проблемы современной физики Краснодар, на Всероссийской научной конференции Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии и материаловедения Махачкала, на V Всероссийской конференции по физической электронике Физика низкотемпературной плазмы Махачкала, на ежегодных научных конференциях профессорскопреподавательского состава ДГУ и ДГГГУ г. Махачкала, . Публикации. По теме диссертации опубликовано научных работ, в том числе 1 в реферируемом журнале. Объем и структура работы. Работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка цитируемой литературы, насчитывающего 2 ссылок. Она изложена на 4 страницах машинописного текста, включает таблиц и рисунков. Исследование строения и структуры солевых расплавов проводятся, в основном, методами рентгеноструктурного анализа и нейтронографии. Интенсивность рассеянного излучения гомогенного расплава определяется пространственным расположением рассеивающих частиц, модулем межчастичных расстояний и амплитудой интенсивности рассеяния. Сопоставление кривых радиального распределения КРР ГЩМ, полученных посредством дифракции рентгеновских лучей и нейтронов, дает убедительное подтверждение существования в расплавленных солях определенной упорядоченности в ближнем распределении зарядов. Наиболее разработанным методом нахождения параметров ближнего порядка межатомных расстояний и координационных чисел, ближайших к выбранному атому соседей, в настоящее время является метод построения функций радиального распределения частиц без учета направления их распределения 17. В последнее время появились работы, в которых численным приближением изучена электронная структура расплавленных солей 89. Особый интерес представляет протонные твердые электролиты МН4 в силу уникальности носителя тока протона. Их высокотемпературные модификации проявляют высокую степень проводимости, но при фазовом переходе электропроводность может понижаться на порядки величин. В работе отмечено, СШ существует в грех кристаллических модификациях. Схематически структура этих модификаций показана на рис. Рис. Схематическое представление структуры фаз СзН4 связью с расстояниями ОЫ. А тетраэдры плотно упакованы ионами Сб. При 9 К имеем место переход из фазы III в фазу II, также моноклинную, пространственная группа Р2с а 7,0, Ь 8,5, с 7,7 Л, Р 0,, 7 4, но с другой ориентацией водородных связей вдоль оси с. Несмотря на меньший объем элементарной ячейки, расстояние между ближайшими протонами в водородсодержащей цепи значительно больше в фазе II, чем и фазе III. При Т 4 К фаза II переходит в суперионную тетрагональную фазу I, пространственная группа 4атс а 5,9, с , А Ъ 4, У6,4 А3. Протонная проводимость в твердых кислых солях типа МН определяется возможностью переноса протона между соседними гидросульфатионами, связанными между собой сеткой водородных связей. О Н. О и более свободное вращение тетраэдров 4, возможен переход протонов от одного гидросульфатиона к соседнему, при котором протон, связанный с одним из атомов кислорода данного гидросульфатиона, приближается к атому кислорода соседнего гидросульфатиона. Таким образом, любой из четырех атомов кислорода сульфатиона может быть связан с протоном с одинаковой степенью вероятности, и протон может легко переходить от одной сульфатной группы к другой. Строение и динамика тетраэдров БСТ в структуре гидросульфатов находятся в тесной связи с их протонной проводимостью. Результаты неэмпирического квантомеханического расчета структуры и колебательных спектров ионов ЯО у НОл , У2 проведенные в приближении теории функционала плотности, приведены на рис. Рис 1. Анализ структурных данных большого числа соединений, содержащих ионы показал, что максимальное искажение сульфатион претерпевает при наличии в их ближайшем координационном окружении одного или нескольких атомов водорода, г. Например, в структурах основных сульфатов рубидия и цезия максимальное различие длин связей 8О 1,1, А не превышает 0, А , а максимальное различие валентных углов в тетраэдрах 8О4 не превышает 2.