Фазообразование и физико-химические свойства оксидных систем Sn-Sb-O и Sn-Bi-O

• Автор: Апарнев, Александр Иванович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Оловосодержащие оксидные материалы условия приготовления и процессы фазообразования.

1.1.1. Фазообразование в системе БпЯЬО

1.1.2. Фазообразованис в системе БпВиО

1.2. Свойства функциональных материалов на основе оксидных систем ЗпБЬО и ЭпВРОГ.

1.2.1. Каталитические свойства.

1.2.2. Газочувствитсльные свойства.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ.

2.1. Характеристика исходных веществ и способы получения продуктов для твердофазного синтеза.
2.2. Рентгенофазовый анализ
2.3. Термический анализ
2.4. ИК спектроскопический анализ.
2.5. Потенциометрический анализ
2.6. Растровая электронная микроскопия
2.7. Хроматографический метод определения удельной поверхности .
2.8. Химические методы анализа.
2.9. Методы измерения параметров функциональных материалов . . .
2.9.1. Определение концентрации носителей заряда оптическим методом.
2.9.2. Методика измерения газочувствительных свойств металлоксидных соединений.
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ ОЛОВОСОДЕРЖАЩИХ ОКСИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ И СПОСОБОВ ИХ ПРИГОТОВЛЕНИЯ
3.1. Фазообразование в системе БпБЬО в зависимости от условий и способов приготовления.
3.1.1. Гидролитический способ
3.1.2. Керамический способ.
3.2. Фазообразование в системе БпШО
3.2.1. Гидролитический способ
3.2.2. Керамический способ.
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ
СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ БИНАРНЫХ ОКСИДНЫХ СИСТЕМ БпБЬО И БпВ10.
4.1. Газочувствительные свойства оловосурьмяных оксидных материалов
4.2. Газочувствнтельные свойства висмутоловянных оксидных материалов.
4.3. Практические рекомендации по использованию полученных результатов
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В ИК спектрах образцов, прокаленных при 0 С и атомным отношением 8п8Ь14, 12 и 11, имеются полосы поглощения 0 и 5 см1, характерные для образца с атомным отношением 8п8Ь01, а также полосы 0, 5 см1, характерные для исходной 8п. ИК спектр образца с атомным отношением 8п8Ь51 аналогичен спектру двуокиси олова. Результаты ИК спектроскопических исследований свидетельствуют 9, что ИК спектры механических смесей оксидов металлов отличаются от ИК спектров осажденных образцов, в которых наблюдается сдвиг полос поглощения. Это говорит о взаимодействии между оксидами олова и сурьмы в высушенных образцах, полученных осаждением из растворов 8пС1. ЬС или 8ЬС и 8ЬС, которое приводит к образованию соединений тина твердых растворов на основе диоксида олова. Одним из важнейших параметров процесса синтеза функциональных материалов является температура прокаливания, существенно влияющая на их структуру и фазовый состав. В многочисленных работах 1, 2, , , даются различные объяснения необходимости высокотемпературного прокаливания. В решетке БпОг, что приводит к увеличению количества и стабильности при высоких температурах свободных электронов, а также устойчивости ионов БЬ5 к прокаливанию и окислительновосстановительным процессам. Роль высокотемпературной обработки в разрушении микропористости, повышении кристалличности и увеличении размеров частиц рутила отмечена в работе . По мнению авторов работы , такая термообработка нужна для реализации перехода БЬ5 в БЬ3. Трифиро с сотрудниками считают, что высокотемпературное прокаливание оказывает три различных вида влияния на смешанные оловосурьмяные оксиды а резко увеличивает степень модифицирования 5п сурьмой, проявляемую посредством увеличения поглощения в видимой области спектра 6 резко повышает изомеризующую способность вследствие миграции ионов ЭЬ5 в решетку 5п и последующей дегидратации поверхности в уменьшает необратимую потерю массы в окислительновосстановительном процессе, вызванную восстановлением оксида сурьмы и частичной сублимацией образующейся металлической сурьмы. Подтвержденные экспериментальными данными выводы об увеличении растворимости сурьмы в решетке 8п с повышением температуры прокаливания встречают не менее аргументированные возражения некоторых исследователей. Согласно работам , , в образцах оловосурьмяных катализаторов, прокаленных при высоких температурах, отмечается низкая склонность к внедрению сурьмы в решетку 5п. Авторы работ , считают, что высокая температура прокаливания возбуждает миграцию сурьмы из объемной фазы рутила к поверхности, что приводит к образованию через термически возбужденную агрегацию октаэдров 5п и равновесию твердого раствора сурьмы в оксиде сурьмы. Последняя легко улетучивается при высоких температурах, оставляя на поверхности кристаллический твердый раствор типа
рутила, содержащий 4 ат. Исследования оловосурьмяного катализатора, содержащего 4 ат. Такой факт дал основание авторам работы утверждать, что обогащение поверхности оловосурьмяного катализатора сурьмой при высокотемпературном прокаливании связано с концентрированием сурьмы на поверхности матрицы типа рутила и не сопровождается образованием отдельной кристаллической поверхностной фазы оксида сурьмы. Образцы с высоким содержанием сурьмы после прокаливания при С состоят, как указывается в работе , из твердого раствора типа рутила, некоторого количества кристаллического вещества, отличного от рутила и значительных количеств аморфного сурьмусодержащего вещества. Как считают исследователи , , аморфная фаза образуется из сурьмы, не вошедшей в твердый раствор и которая не послужила зародышем для образования оксида 4, легко улетучивающегося при высоких температурах. В работе отмечается, что при увеличении температуры прокаливания выше С происходит уменьшение концентрации сурьмы в твердом растворе и выделение фазы оксида сурьмыШ. В работе также сделано заключение, что повышение температуры прокаливания от 0 до С приводит к постепенному уменьшению концентрации сурьмы. Это происходит за счет диффузии ионов сурьмы к поверхности частиц, границам зерен и последующего испарения в виде оксидов. При этом диффундируют в основном ионы III, что зафиксировано разными методами .