Протонный транспорт в замещенных формах гидрата пентаоксида сурьмы

• Автор: Захарьевич, Дмитрий Альбертович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 122 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Протонная проводимость твердых тел (обзор)
1.1. Явление протонного переноса
1.1.1. Ионы водорода в твердых телах
1.1.2. Водородная связь
1.1.3. Протонная проводимость
1.2. Низкотемпературные твердые протонные проводники
1.2.1. Образование подвижных носителей заряда
1.2.2. Протонный транспорт
1.2.3. Практическое применение протонных проводников
Глава 2. Строение протонных группировок, ионообменные
свойства, протонная проводимость гидрата пентаоксида сурьмы (обзор)
2.1. Состояние протонов в гидрате пентаоксида сурьмы
2.1.1. Структура типа пирохлора
2.1.2. Кристаллическая структура гидрата пентаоксида сурьмы
2.1.3. Протонгидратная подрешетка гидрата пентаоксида 29 сурьмы
2.1.4. Фазовые превращения гидрата пентаоксида сурьмы при 31 нагревании
2.2. Ионообменные свойства
2.2.1. Ионный обмен в гидрате пентаоксида сурьмы
2.2.2. Структура и фазовые превращения ионозамещенных 36 форм ГпоС
2.3. Электротранспортные свойства
2.4. Задачи исследования
Г лава 3. Объекты и методы исследования
3.1. Синтез гидрата пентаоксида сурьмы и его производных
3.1.1. Синтез гидрата пентаоксида сурьмы

3.1.2. Синтез ионозамещенных форм ГПоС
3.2. Метод рентгеноструктурного анализа
3.2.1. Уточнение распределения ионов по правильным системам точек структуры типа пирохлора
3.3. Метод термогравиметрического анализа
3.4. Измерения электропроводности
3.5. Поляризационные измерения
3.6. Изготовление и измерение электропроводности пленочных образцов
3.7. Метод ядерного магнитного резонанса
3.7.1. ЯМР широких линий
3.7.2. Импульсная ЯМР-спектроскопия
Глава 4. Структура ионозамещенных форм гидрата пентаоксида сурьмы и фазовые превращения его ИБЦ-форм
4.1. Структура ионозамещенных форм гидрата пентаоксида сурьмы
4.1.1. Структура антимонатов свинца и серебра, полученных методом ионного обмена
4.2. Фазовые превращения КН4-форм гидрат пентаоксида сурьмы при нагревании
4.2.1. Термогравиметрические исследования
гидроантимонатов аммония
4.2.2. Молекулы аммиака как стабилизаторы протонгидратной подрешетки гидроантимонатов аммония
Глава 5. Протонный перенос в ЫН4-формах гидрата пентаоксида сурьмы
5.1. Состояние протонов в гидроантимонатах аммония
5.1.1. Спектры ПМР гидрата пентаоксида сурьмы и гидроантимонатов аммония

5.1.2. Протонные группировки в ГПоС и гидроантимонатах аммония
5.2. Электротранспортные свойства гидроантимонатов аммония
5.2.1. Протонная проводимость гидроантимоната аммония
5.2.2. Поляризационные явления в гидрате пентаоксида сурьмы
5.2.2.1. Сквозная проводимость
5.2.2.2. Пленочный сенсор влажности на основе гидрата пентаоксида сурьмы
5.2.2.3. Ионная проводимость ГПоС
5.2.3. Механизм протонного переноса в гидроантимонате аммония
Заключение
Литература

Сс12+, которая в случае О.Ш растворов и соотношении твердой и жидкой фаз 1:1000 составляет 5.06, 2.22, 2.52, 5.1, 3.72 мг-экв/г соответственно [38-41].
В работе [36] авторы экспериментально устанавливают и объясняют стадийность ионного обмена. При замещении противоионов на ионы Ад ’ в ГПоС авторы выделяют два участка на изотерме обмена. Первый участок, соответствующий “быстрому” обмену, характеризуется полным поглощением ионов серебра в растворе и твердой фазе. Стадийность ионного обмена наблюдается и при замещении противоионов в ГПоС ионами других одновалентных металлов - К+, Иа+. В [38] указывается, что в процессе обмена противоионов на ионы А§+, Ка", К+, 1л+ в ГПоС происходит изменение внутренней энергии ионита. Отмечается корреляция между изменениями энергетики решетки и величиной ионообменной емкости. Так, изменение энергии решетки ГПоС при замещении на Ag+, Иа+, К+, ГГ составляет соответственно 1.7,
8.8, 14.7, 37.2 кДж/г-ион, а ионообменная емкость катионита к этим ионам уменьшается и составляет соответственно 5.06, 2.22, 1.28, 0.26 мг-экв/г (для О.Ш растворов).
В работах японских исследователей большое внимание уделено синтезу
ГПоС, а также обмену ионов водорода на ионы щелочных и переходных
металлов. В частности, Абэ и Ито в своих многочисленных работах [39, 40, 54, 89] предложили несколько способов синтеза ГПоС, исследовали ионообменные равновесия одно- и двухзарядных ионов металлов с ионом водорода на кристаллическом гидрате пентаоксида сурьмы.
Высокая ионообменная емкость ГПоС, видимо, обусловлена значительной поляризацией ионов кислорода, входящих в первую координационную сферу ионов 8Ь5+, что приводит к формированию слабых связей решетки с обмениваемым катионом и наличием сравнительно больших каналов.
Одновалентные катионы обеспечивают баланс зарядов, оставаясь при этом слабо связанными с остовом. Это, очевидно, также способствует протонному
транспорту в этом соединении. Слабая связь протонных группировок с остовом