Синтез и свойства твердого раствора La2-xGdxNiO4+δ, x=0÷1

Аннотация

Работа посвящена получению и исследованию слоистого никелата лантана и твердых растворов на его основе. Никелат лантана La2NiO4 имеет структуру типа K2NiF4, и относится к фазам Раддлесдена-Поппера первого порядка. В настоящее время кристаллическая структура и физико-химические свойства La2NiO4+δ достаточно хорошо изучены, и данный материал используется в качестве воздушных электродов электрохимических устройств и мембран для получения кислорода. В ряде работ было показано, что допирование La2NiO4 изовалентными примесями (Pr, Nd) повышает электропроводность и общее количество междоузельного кислорода никелата лантана, что способствует более быстрому кислородно-ионному транспорту. Поэтому предполагается, что допирование гадолинием увеличит количество междоузельного кислорода La2NiO4+δ, так как малый размер катиона по сравнению с La3+ увеличит размер междоузлий. В ходе научной работы были поставлены и выполнены следующие задачи: Для синтеза были выбраны два метода: пиролиз с режимом СВС и пиролиз формиатов. В результате было выяснено, что пиролиз формиатов позволяет получать целевой материал с наименьшими потерями реактивов. Установлен предел замещения лантана гадолинием (x=0,6) при использовании метода и с учетом возможностей по термообработке. Было выяснено, что допирование никелата лантана небольшими концентрациями гадолиния приводит к улучшению его функциональных свойств, а именно увеличению его электропроводности и снижению значений ТКЛР.
Синтез и исследование физико-химических свойств полученных соединений было проведено впервые.