Керамическим методом синтезированы из оксидов Bi (III) и Cr (III) висмутсодержащие хроматы BixCrO1,5x+3
с варьируемым мольным соотношением 1 ? n(Bi)/n(Cr) ? 38. В зависимости от соотношения n(Bi)/n(Cr) прокаленные образцы приобретают окраску от зеленой до темно-красной. Керамика окрашивается в красный цвет при высокотемпературной обработке на воздухе (при 650 ?С) смеси оксидов со значительным преобладанием оксида висмута n(Bi2O3)/n(Cr2O3) ? 3. Примечательно, что прокаливание оксида хрома (III) в аналогичных условиях не приводит к окислению ионов хрома. Рентгенофазовый анализ (РФА) подтвердил образование хроматов Bi6Cr2O15, Bi10Cr2O21, Bi31Сr5O61,5, Bi14CrO24. Исследования образцов методом рентгеновской спектроскопии показали, что NEXAFS Cr2p-спектры висмут-хромовой керамики красного цвета по основным деталям спектра совпадают cо спектром K2CrO4 и свидетельствуют о содержании хрома в оксидной керамике
в виде тетраэдрических ионов CrO42–. По данным сканирующей микроскопии образцы характеризуются плотной малопористой микроструктурой.
Ангелина Максимовна Минюхина – бакалавр кафедры химии, Сыктывкарский государственный университет им. П. Сорокина, Сыктывкар, Россия
Анастасия Константиновна Бусова – бакалавр кафедры химии, Сыктывкарский государственный университет им. П. Сорокина, Сыктывкар, Россия
Роман Иванович Королев – ст. преподаватель кафедры радиофизики и электроники, Сыктывкарский государственный университет им. П. Сорокина, Сыктывкар, Россия
Борис Александрович Макеев – канд. геол.-минерал. наук, науч. сотрудник лаборатории структурной и морфологической кристаллографии, Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, Россия
Роман Николаевич Скандаков – аспирант, инженер лаборатории экспериментальной физики, Институт физики и математики Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, Россия
Сергей Вячеславович Некипелов – канд. физ.-мат. наук, зав. лабораторией экспериментальной физики, Институт физики и математики Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, Россия
Надежда Алексеевна Жук – канд. хим. наук, доцент, ст. науч. сотрудник лаборатории керамического материаловедения, Сыктывкарский государственный университет им. П. Сорокина, Сыктывкар, Россия
1. Shuk P., Wiemhofer H. D., Guth U., Gopel M. Oxide ion conducting solid electrolytes based on Bi2O3 // Sol. St. Ion. 1996. No. 89. P. 179 – 196.
2. Zhuk N. A., Sekushin N. А., Krzhizhanovskaya M. G., Kharton V. V. Multiple relaxation, reversible electrical breakdown and bipolar conductivity of pyrochlore–type Bi2Cu0,5Zn0,5Ta2O9 ceramics // Sol. St. Ion. 2022. No. 377. P. 115868.
3. Subbarao E. C. A family of ferroelectric bismuth compounds // J. Physics and Chemistry of Solids. 1962. No. 23. P. 665 – 676.
4. Cava R. J., Batlogg B., Krajewski J. J., et al. Superconductivity near 30 K without copper: The Ba0,6K0,4BiO3 perovskite // Nature. 1988. No. 332. P. 814 – 816.
5. Janani B., Syed A., Al-Shwaiman H. A., et al. Performance analysis of novel Bi6Cr2O15 coupled Co3O4 nano-heterostructure constructed by ultrasonic assisted method: Visible-light driven photocatalyst and antibacterial agent // Colloids Surf., A. 2021. No. 622. P. 126671.
6. Li Z., Zhang Z., Wang L., Meng X. Bismuth chromate (Bi2CrO6): A promising semiconductor in photocatalysis // J. Catal. 2020. No. 382. P. 40 – 48.
7. Grins J., Esmaeilzadeh S., Hull S. Structure and ionic conductivity of Bi6Cr2O15, a new structure type containing (Bi12O14)8n+n columns and CrO2?4 tetrahedra // J. Sol. St. Chem. 2002. No. 163. P. 144 – 150.
8. Colmont M., Drache M., Roussel P. Synthesis and characterization of Bi31Cr5O61.5, a new bismuth chromium oxide, potential mixed-ionic–electronic conductor for solid oxide fuel cells // J. Power Sources. 2010. No. 195. P. 7207 – 7212.
9. Warda S. A., Pietzuch W., Massa W., et al. Color and constitution of CrVI-doped Bi2O3 phases: the structure of Bi14CrO24 // J. Sol. St. Chem. 2000. No. 149. P. 209 – 217.
10. Liu Y. H., Li J. B., Liang J. K., et al. Phase diagram of the Bi2O3–Cr2O3 system // Mater. Chem. Phys. 2008. No. 112. P. 239 – 243.
11. K. Masuno. Crystal chemical studies on Bi2O3–Cr2O3 system // Nippon Kagaku Zassi. 1969. No. 90. P. 1122 – 1127.
12. Esmaeilzadeh S., Lundgren S., H?lenius U., Grins J. Bi1?xCrxO1.5+1.5x, 0.05 ? x ? 0.15: a new high-temperature solid solution with a three-dimensional incommensurate modulation // J. Sol. St. Chem. 2001. No. 156. P. 168 – 180.
13. Meera A. V., Basu J., Ganesan R., Gnanasekaran T. Studies on the phase diagram of Bi–Cr–O system // J. Nucl. Mater. 2017. No. 487. P. 174 – 185.
14. Zhitomirskii D., Fedotov S. V., Skorokodv N. E., et al. Synthesis and properties of phases in the Bi2O3–Cr2O3 system // Russ. J. Inorg. Chem. 1983. No. 28. P. 570 – 573.
15. Saleh F., Parkerton T. F., Lewis R. V., et al. Kinetics of chromium transformations in the environment // Sci. Total Environ. 1989. No. 86. P. 25 – 41.
16. Bartlett R. J., James B. Behavior of chromium in soils. Part III: oxidation // J. Environ. Qual. 1979. No. 8. P. 31 – 35.
17. Eary L. E., Rai D. Kinetics of Cr (III) oxidation by manganese dioxide // Environ. Sci. Technol. 1987. No. 21. P. 1187 – 1193.
18. Schroeder D. C., Lee G. F. Potential transformations of chromium in natural waters // Water Air Soil Pollut. 1975. No. 4. P. 355 – 365.
19. Fendorf S. E., Zasoski R. J. Chromium (III) oxidation by MnO2. Part I: characterization, Environ // Sci. Technol. 1992. No. 26. P. 79 – 85.
20. Apte A. D., Tare V., Bose P. Extent of oxidation of Cr (III) to Cr (VI) under various conditions pertaining to natural environment // J. of Hazardous Materials. 2006. No. 128. P. 164 – 174.
21. Jeong S.-Y., Lee J.-B., Na H., Seong T.-Y. Epitaxial growth of Cr2O3 thin film on Al2O3 (0001) substrate by radio frequency magnetron sputtering combined with rapid-thermal annealing // Thin Solid Films. 2010. No. 518. P. 4813 – 4816.
22. Bullen H. A., Garrett S. J. CrO2 by XPS: comparison of CrO2 powder to CrO2 films on TiO2(110) single crystal surfaces // Surf. Sci. Spectra. 2001. No. 8. P. 225 – 233.
23. Theil C., Van Elp J., Folkmann F. Ligand field parameters obtained from and chemical shifts observed at the Cr L2,3 edges // Physical Review B. 1999. No. 59(12). P. 7931 – 7936.
24. Ito Y., Tochio T., Vlaicu A. M., et al. The contribution of the ligands around Cr to the resonant inelastic L X-ray emission spectra // J. Electron Spectroscopy and Related Phenomena. 1999. No. 101 – 103. P. 851 – 858.
25. Лоу В. Парамагнитный резонанс в твердых телах. Москва: Наука, 1962. 242 с.
26. Shannon R. D. Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides // Acta Crystallogr. А. 1976. No. 32. P. 751 – 767.
Статью можно приобрести
в электронном виде!
PDF формат
700 руб
DOI: 10.14489/glc.2024.07.pp.010-017
Тип статьи:
Научная статья
Оформить заявку
