Изучение высокотемпературного выделения кислорода из сложного оксида LA2NiO4+δ в квазиравновесном режиме

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методом квазиравновесного выделения кислорода получена непрерывная фазовая диаграмма δ (pO2, T) нестехиометрического оксида La2NiO4+δ со слоистой перовскитоподобной структурой Раддлесдена-Поппера. Определены термодинамические параметры как функции нестехиометрии оксида δ. Проведен расчет в рамках моделей локализованного электрона и свободного электрона, которые применяются для описания дефектной структуры ферритов и кобальтитов соответственно. Показано, что особенности фазовой диаграммы могут быть связаны с плотностью электронных состояний вблизи уровня Ферми электронов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. С. Тропин

Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: evg2306@mail.ru
Россия, Новосибирск

М. П. Попов

Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН

Email: popov@solid.nsc.ru
Россия, Новосибирск

Р. Д. Гуськов

Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН

Email: evg2306@mail.ru
Россия, Новосибирск

А. П. Немудрый

Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН

Email: evg2306@mail.ru
Россия, Новосибирск

Список литературы

  1. Adler, S.B., Chen, X.Y., and Wilson, J.R., Mechanisms and rate laws for oxygen exchange on mixed-conducting oxide surfaces, J. Catal., 2007, vol. 245, p. 91.
  2. Lankhorst, M.H.R., Bouwmeester, H.J.M., and Vervweij, H., High-temperature coulometric titration of La 1-x Sr x CoO 3-δ , J. Solid State Chem., 1997, vol. 133, p. 555.
  3. Ananyev, M.V., Tropin, E.S., Eremin, V.A., Farlenkov, A.S., Smirnov, A.S., Kolchugin, A.A., Porotnikova, N.M., Khodimchuk, A.V., Berenov, A.V., and Kurumchin, E.Kh, Oxygen isotope exchange in La 2 NiO 4+δ , Phys. Chem. Chem. Phys., 2016, vol. 18, p. 9102.
  4. Petrov, A.N., Kononchuk, O.F., Andreev, A.V., Cherepanov, V.A., and Kofstad, P., Crystal structure, electric and magnetic properties of La 1-x Sr x CoO 3 , J. Solid State Ionics, 1995, vol. 80, p. 189.
  5. Nakamura, T., Yashiro, K., Sato, K., and Mizusaki, J., Oxygen nonstoichiometry and defect equilibrium in La 2-x Sr x NiO 4+δ , J. Solid State Ionics, 2009, vol. 180, p. 348.
  6. Starkov, I., Bychkov, S., Matvienko, A., and Nemudry, A., A new technique from the research group of As featured in: Oxygen release technique as a method for the determination of “δ – p O 2 – T ” diagrams for MIEC oxides, Phys. Chem. Chem. Phys., 2014, vol. 16, p. 5527.
  7. Chizhik, S.A., Bychkov, S.F., Popov, M.P., and Nemudry, A.P., Brønsted-Evans-Polanyi relationship in oxygen exchange of non-stoichiometric oxides with gas phase, Chem. Eng. J., 2019, vol. 371, p. 319.
  8. Chizhik, S.A., Bychkov, S.F., Voloshin, B.V., Popov, M.P., and Nemudry, A.P., The Brønsted –Evans –Polanyi relationship in oxygen exchange of fuel cell cathode material SrCo 0.9 Ta 0.1 O 3-δ with the gas phase, Phys. Chem. Chem. Phys., 2021, vol. 23, p. 1072.
  9. Chizhik, S.A., Kovalev, I.V., Popov, M.P., Bychkov, S.F., and Nemudry, A.P., Study of the isobaric and isostoichiometric kinetic parameters of oxygen exchange reaction of SrFe 0.98 Mo 0.02 O 3-δ MIEC perovskite, Chem. Eng. J., 2021, vol. 445, p. 136724.
  10. Lankhorst, M.H.R., Bouwmeester, H.J.M., and Vervweij, H., Chemical diffusion and oxygen exchange of La 0.6 Sr 0.4 Co 0.6 Fe 0.4 O 3-δ , J. Ceram. Soc., 1997, vol. 80, p. 2175.
  11. Lankhorst, M.H.R. and Elshof, J.E., The Significance of Gas-Phase Mass Transport in Assessment of kchem and Dchem, J. Solid State Chem., 1997, vol. 130, p. 302.
  12. Bychkov, S.F., Sokolov, A.G., Popov, M.P., and Nemudry, A.P., Relation between oxygen stoichiometry and thermodynamic properties and electronic structure of nonstoiciometric perovskite La 0.6 Sr 0.4 CoO 3-δ , Phys. Chem. Chem. Phys., 2016, vol. 18, p. 29543.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Установка для измерения кислородного обмена в СИЭП-оксидах.

Скачать (162KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Рентгенограмма медленно охлажденного на воздухе образца LNO.

Скачать (86KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Исходные экспериментальные данные выделения кислорода из LNO.

Скачать (86KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость рО2 от времени для температуры 850°C при различных скоростях потока гелия (а) и ее аффинное преобразование (б).

Скачать (172KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Равновесная фазовая диаграмма 4+δ – ln pO2 – T LNO (Т = 600–850°С) в сравнении с литературными данными [5].

Скачать (170KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Изотермы LNO при 600°С (а) и 850°С (б).

Скачать (164KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Зависимость параметра β от температуры.

Скачать (67KB)
Метаданные

Примечание

Публикуется по материалам IX Всероссийской конференции с международным участием “Топливные элементы и энергоустановки на их основе”, Черноголовка, 2022.


© Российская академия наук, 2024