CaTiO3 және SrTiO3 перовскиттерін н-гексан қатысындағы біріктірілген әдіспен синтездеу: құрылымы мен микроструктурасының түзілуіне әсері
DOI:
https://doi.org/10.18321/cpc24(2)223-232Кілт сөздер:
перовскит титанаттары, н‑гексан, CaTiO3, SrTiO3, XRD, SEM, FTIRАңдатпа
Осы жұмыста CaCO3/SrCO3 карбонаттары мен титан диоксиді TiO2-ні н-гексан ортасында алдын ала ылғалды араластыру арқылы перовскит құрылымы бар CaTiO3 және SrTiO3 материалдары синтезделді, одан кейін жоғары температурада қыздыру кезінде қатты фазалық реакция жүргізілді. Алынған материалдардың фазалық құрамы мен кристалдық құрылымы Ритвельд түзетуімен рентгендік дифрактометрия әдісімен зерттелді, микроқұрылымы мен элементтік таралуы SEM/EDX арқылы, ал жергілікті құрылымы мен беттік топтары ATR–FTIR спектроскопиясымен зерттелді.Органикалық еріткіштің пайдаланылуы және сатылы термиялық өндеу нәтижесінде орторомбтық және кубтық модификацияларына сәйкес келетін кристаллографиялық параметрлері бар бір фазалы CaTiO3 және SrTiO3 перовскиттерінің түзілуі қамтамасыз етілетіні көрсетілді. Шеррер теңдеуі бойынша орташа кристаллит өлшемін есептеу алынған ұнтақтардың нанокристалдық сипатын растайды, ал SEM/EDX талдауы дамыған кеуектілігі бар микроқұрылымды және металлдық қоспаларсыз біртекті элементтік құрамды көрсетті. Н-гексан қатысуымен жүзеге асырылатын ылғалды араластыру кезеңінде А-катионды Ca2+/Sr2+ алмастыру тор симметриясының, ИК-спектрлердегі жолақтардың орналасуының және агрегаттар морфологиясының жүйелі өзгерістеріне әкелетіні анықталды, бұл перовскиттік титанатардың текстурасы мен ықтимал функционалдық қасиеттерін мақсатты түрде реттеуге мүмкіндік береді. Ұсынылған біріктірілген тәсіл технологиялық тұрғыдан қарапайым және масштабталатын, наноқұрылымды перовскиттік оксидтерді алу әдісі болып табылады, олар функционалдық керамикада, каталитикалық және плазмохимиялық тотығу процестерінде қолдануға перспективалы материалдар ретінде қарастырылады.
Әдебиеттер тізімі
(1) M. Dawber, K.M. Rabe, J.F. Scott. Physics of SrTiO₃-based ferroelectrics oxides. Reviews of Modern Physics 77 (2005) 1083-1130. Crossref
(2) C.J. Bartel, C. Sutton, B.R. Goldsmith, R. Ouyang, C.B. Musgrave, et al. New tolerance factor to predict the stability of perovskite oxides and halides. Science Advances 5 (2019) eaav0693. Crossref
(3) L. Cerón-Urbano, J. Aguilar, J.E. Diosa, E. Mosquera-Vargas. Nanoparticles of the perovskite-structure CaTiO₃ system: The synthesis, characterization, and evaluation of its photocatalytic capacity to degrade emerging pollutants. Nanomaterials 13 (2023) 2967. Crossref
(4) M.V. Zdorovets, D.B. Borgekov, I.Z. Zhumatayeva, I.E. Kenzhina, A.L. Kozlovskiy. Synthesis, properties and photocatalytic activity of CaTiO₃-based ceramics doped with lanthanum. Nanomaterials 12 (2022) 2241. Crossref
(5) A. Kumar, C. Schuerings, S. Kumar, A. Kumar, V. Krishnan. Perovskite-structured CaTiO₃ coupled with g-C₃N₄ as a heterojunction photocatalyst for organic pollutant degradation. Beilstein Journal of Nanotechnology 9 (2018) 671-685. Crossref
(6) F. Yang, M. Li, L. Li, P. Wu, E. Pradal-Velázquez, et al. Defect chemistry and electrical properties of sodium bismuth perovskite. Journal of Materials Chemistry A 6 (2018) 5243-5254. Crossref
(7) A. Tarancon, M. Burriel, J. Santiso, S.J. Skinner, J.A. Kilner. Advances in layered oxide cathodes for intermediate temperature solid oxidefuelcells. Journal of Materials Chemistry 20 (2010) 3799-3813. Crossref
(8) R. Ali, M. Yashima. Space group and crystal structure of the perovskite CaTiO₃ from 296 to 1720 K. Journal of Solid State Chemistry 178 (2005) 2867-2872. Crossref
(9) H. Zhang, M.M. Schmitt, L. Bastogne, X. He, P. Ghoses. Finite-temperature properties and the hidden ferroelectric phase of bulk CaTiO₃ from second principles. arXiv preprint: 2505.03129v3. (2025). Crossref
(10) S.A.U. Portia, S. Rajkumar, E. Elanthamilan, J.P. Merlin, K. Ramamoorthy. Effect of annealing temperature on structural, optical and visible light photocatalytic performance of CaTiO₃ catalysts synthesized by simple sol-gel technique. Inorganic Chemistry Communications 119 (2020) 108051. Crossref
(11) J.F. Reynes, F. Leon, F. Garcia. Mechanochemistry for organic and inorganic synthesis. ASC Organic & Inorganic Au 4 (5) (2024) 432-470. Crossref
(12) E. Rocha-Rangel, W.J. Pech-Rodríguez, J.L. Hernández, C.A. Calles-Arriaga, E.N. Armendariz-Mireles, et al. Synthesis of SrTiO₃ by the calcination of SrCO₃ and TiO₂ mixtures intensively ground by means of high energy milling. Archives of Metallurgy and Materials 65 (2) (2020) 621-626. Crossref
(13) A.A. Bayode, O.T. Ore, E.A. Nnamani, B. Sotunde, D.T. Koko, et al. Perovskite oxides: Syntheses and perspectives on their application for nitrate reduction. ACS Omega 9 (2024) 19770-19785. Crossref
(14) P. Dulian. Solid-state mechanochemical syntheses of perovskites. Chapter 2 - Perovskite Materials Synthesis, Characterisation, Properties and Applications. IntechOpen London (2016) 3-26. Crossref
(15) M. Foroughipour, A. Nezamedeh-Ejhieh. CaTiO₃/g-C₃N₄ heterojunction-based composite photocatalyst: Part I: Experimental design, kinetics, and scavenging agents’ effects in photocatalytic degradation of gemifloxacin. Chemosphere 334 (2023) 139019. Crossref
(16) D. Anand, K. Ramachandran, M. Silambarasan, J. Gajendiran, S. Gajendran, et al. Various concentrations of yttrium oxide (Y₂O₃) doping induce changes in structural, magnetic, optical, and photoluminescence properties of solid-state synthesized strontium titanate (SrTiO₃) compounds for optoelectronic device applications. Optical Materials 147 (2024) 114706. Crossref
(17) D. Wu. Synthesis of SrTiO₃ nanoparticles for photocatalytic applications. Highlights in Science, Engineering and Technology 116 (2024) 9-20. Crossref
(18) P. Kaur, R. Arora, S.K. Shahi, J.S. Shahi. Green Synthesis of Nano-sized Calcium Titanate CaTiO₃ Using Solid State Mechano-Chemical Solventless Method and its Characterization. International Journal for Research in Engineering Application & Management 4 (2018) 3751-3756. Crossref
(19) S.J. Jiao, J.L. Yan, G.P. Sun, Y. Zhao. Electronic structures and optical properties of Nb-doped SrTiO₃ from first principles. Journal of Semiconductors 37 (2016) 072001. Crossref
Жүктеулер
Жарияланды
Журналдың саны
Бөлім
Лицензия
Авторлық құқық (c) 2026 Ж.А. Әбдімомын, М.М. Матаев, Ж.И. Тұрсын, А.Н. Торғаева, К. Рамачандран, А.А. Бакибаев
Бұл жұмыс Creative Commons атрибуты бойынша лицензияланған. 4.0 Халықаралық лицензия.
Дәйексөзді қалай келтіруге болады
