Структура, ионная проводимость и термодинамика новых соединений на основе оксидов висмута и рения

Abstract

Методом твердофазных реакций из оксида висмута (Bi2O3), перрената аммония (NH4ReO4), оксида лютеция (Lu2O3) и оксида гольмия (Ho2O3) синтезированы соединения Bi14ReO24.5, Bi12.5Lu1.5 ReO24.5, Bi12.5Ho1.5 ReO24.5. Методом рентгеноструктурного анализа определены параметры решетки и пространственная группа. Соединение Bi14ReO24.5 имеет тетрагональную симметрию, пространственная группа I 4/m, а соединенияBi12.5Ho1.5ReO24.5 и Bi12.5Lu1.5ReO24.5 – кубическую симметрию, пространственная группаFm3m. Методом импеданс-спектроскопии измерена ионная проводимость фазыBi12.5Lu1.5ReO24.5 в интервале температур500–900 ºС. Показано, что Bi12.5Lu12.5ReO24.5является одним из перспективных ионных проводников в области средних температур и имеет проводимость при800 К такую же, как BiCuVOx, Bi12.5Ln12.5 ReO24.5(Ln = La, Nd). Методом калориметрии растворения в соляной кислоте концентрацией 2 моль•л–1(2 М) измерена теплота растворенияBi12.5Lu1.5ReO24.5. С использованием полученных и литературных данных оценена теплота образования из бинарных оксидов и показано, что соединениеBi12.5Lu1.5ReO24.5является термодинамически устойчивым при комнатных температурах.

New compounds Bi14ReO24.5, Bi12.5Lu1.5ReO24.5, Bi12.5Ho1.5ReO24.5were synthesized by solid-state method with bismuth oxide, Bi2O3, ammonium perrhenate, NH4ReO4, lutecium oxide, Lu2O3, and holmium oxide, Ho2O3. The lattice parameters and space group were determined by X-ray diffraction spectroscopy. Bi14ReO24.5 has tetrahedral symmetry, space group I 4/m, Bi12.5Ho1.5ReO24.5иBi12.5Lu1.5ReO24.5 have cubic symmetry, space group Fm3m. Ionic conduction of Bi12.5Lu1.5ReO24.5phase was measured by impedance spectroscopy in a temperature range from 500 to 900 °C. It was shown Bi12.5Lu12.5ReO24.5is one of the best ionic conductors in range of medium temperatures and has the same conductivity as that for BiCuVOx, Bi12.5Ln12.5ReO24.5(Ln = La, Nd) at 800 K. The heat of solution for Bi12.5Lu1.5ReO24.5was measured by solution calorimetry in hydrochloric acid with concentration 2 mol*L-1(2M). The heat of formation from binary oxides was estimated using finding and literary data; it was shown Bi12.5Lu1.5ReO24.5 is thermodynamically stable at room temperatures.