CC BY
15
К. В. Степанова и др. // Конденсированные среды и межфазные границы. 2016. Т. 18, № 1. С. 6-27.
5. Properties of Disorder-Engineered Black Titanium Dioxide Nanoparticles through Hydrogenation / X. Chen et al. // Scientific Reports. 2013. Vol. 3, No. 1510. P. 1-7.
6. Falikman V., Vajner A. Novye vysokoehffektivnye nanodobavki dlya fotokataliticheskih betonov: sintez i iscledovaniya = New high performance nanoadditives for photocatalytic concrete: synthesis and study // Nanotehnologii v stroitel'stve = Nanotechnologies in Construction. 2015. Vol. 7, No. 1. P. 18-28.
7. Titania-silica interfaces / N. Seriani et al. // J. Physical Chemistry C. 2012. Vol. 116. P.11062-11067.
8. Simulated-sunlight-activated photocatalysis of Methylene Blue using cerium-doped SiO2 / TiO2 nanostructured fibers / Y. Liu et al. // Journal of Environmental Sciences. 2012. Vol. 24. P. 1867-1875.
9. Gerasimova L. G., Maslova M. V., Nikolaev A. I. Synthesis of the new nano-porous titanosilicates using ammonium oxysulphotitanite // J. Glass Physics and Chemistry. 2013. Vol. 39, No. 5. P. 846-855.
10. Пат. 2568699 Рос. Федерация, МПК B 01 J 20 / 02, C 01 B 33 / 20 (2006.01). Способ получения натрийсодержащего титаносиликата / Герасимова Л. Г., Николаев А. И., Щукина Е. С. и др.; Ин-т химии и технологии редких элементов и минер. сырья Кол. науч. центра РАН. № 2014126038/05; заявл. 26.06.2014; опубл. 20.11.2015, Бюл. № 32.
Сведения об авторе
Цырятьева Анна Васильевна
инженер, Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья
им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, [email protected]
Tsyryatyeva Anna Vasilievna
Engineer, Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw
Materials of FRC KSC RAS, Apatity, [email protected]
DOI: 10.25702/^С.2307-5252.2019.10.1.408-411 УДК 669.2
В. В. Черепов, А. Н. Кропачев, О. Н. Будин
Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС», г. Москва, Россия
ПОЛУЧЕНИЕ ТИТАНАТА ЕВРОПИЯ БиТЮэ СПОСОБОМ ТВЕРДОФАЗНОГО СПЕКАНИЯ И ИЗУЧЕНИЕ ЕГО МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ
Аннотация. Приведены результаты исследований по получению титаната европия EuTiOз способом твердофазного спекания оксида европия ^20з) и диоксида титана ^Ю2) в присутствии углерода (механоактивированного), а также представлены результаты измерения петли гистерезиса на вибрационном магнитометре полученного ЕиТЮз.
Ключевые слова: титанат европия EuTiOз, структура перовскита, твердофазное спекание, мультиферроик.
V. V. Cherepov, A. N. Kropachev, O. N. Budin
National University of Science and Technology (NUST) "MISIS", Moscow, Russia
OBTAINING EUROPIUM TITANATE EuTiO3 BY THE METHOD OF SOLID-PHASE SINTERING AND STUDYING ITS MAGNETIC PROPERTIES
Abstract. The results of the studies on the preparation of europium titanate EuTiO3 by the method of solid phase sintering of europium oxide (Eu2O3) and titanium dioxide (TiO2) in the presence of carbon (mechanically activated), are presented, and the results of measuring the hysteresis loop of the obtained EuTiO3 on vibration magnetometer, are presented.
Keywords: europium titanate EuTiO3, perovskite structure, solid phase sintering, multiferroic.
Известно, что титанат европия со структурой перовскита ЕиТЮз способен проявлять свойства мультиферроика, это характеризует его как потенциального кандидата для использования в многофункциональных устройствах как гражданского, так и военного назначения. В связи с этим ЕиТЮз является объектом подробных экспериментальных и теоретических исследований, а разработка рациональных (экономически и экологически эффективных) способов получения ЕиТЮз и изучение его свойств — актуальные задачи, решение которых несет большое технологическое и фундаментальное значение [1, 2].
В данной работе приведены результаты исследований по получению титаната европия ЕиТЮз способом твердофазного спекания и изучению его магнитных свойств.
Исходными материалами служили оксид европия (EU2O3), диоксид титана (ТЮ2) и углерод (механоактивированный). Шихта была подготовлена в соответствии с уравнением реакции:
EU2O3 + C + 2TiO2 = 2ЕиТЮз + CO. (1)
Образцы шихтовались с различным избытком углерода (5, 15 и 25 % от стехиометрически необходимого количества для реакции (1)). Из шихты изготавливались брикеты при давлении прессования 400 МПа. Полученные брикеты спекались в вакуумной печи сопротивления при 1200 °С в атмосфере аргона. После завершения процесса они охлаждались, извлекались и измельчались.
Рентгенофазовый анализ всех полученных спёков показал присутствие более 99 % фазы ЕиТЮз, вне зависимости от использованного избытка углерода.
Следует отметить, что в большинстве опубликованных работ по данной тематике в качестве восстановителя применяют водород или аргоно-водородную смесь (значительно реже другие восстановители, например гидрид лития). Таким образом, установлено, что использование углерода в качестве восстановителя позволяет получать ЕиТЮз высокого качества. Кроме того, использование углерода упрощает технологический процесс получения данного материала.
При изучении магнитных свойств (измерение петли гистерезиса на вибрационном магнитометре) ЕиТЮз, полученного вышеуказанным способом, было выявлено, что при комнатной температуре в полях +/- 9 кЭ насыщение не достигается (рис., а), коэрцитивная сила составляет приблизительно 50 Э (3,98 кА/м; рис., б).
-10000 -5000 0 5000 10000 -BOO -600 -400 -200 О 200 400 ООО BOO 1000
Magnetic field, Ое Magnetic field, Oe
a) 6)
Петля гистерезиса образца EuTiO3 (а); поведение петли гистерезиса в области малых полей (б) Hysteresis loop of EuTiO3 sample (a); behavior of the hysteresis loop in the field of
small fields (б)
Полученные результаты позволяют отнести данный материал к классу как магнитотвёрдых, так и магнитомягких материалов (в различных источниках встречается отличная друг от друга классификация), но при расширении исследуемого интервала напряжённости магнитного поля (а также изменении температуры при измерении петли гистерезиса) и использовании более чувствительного оборудования результаты могут быть уточнены.
Основываясь на проведённых экспериментах, сформулирована задача на дальнейшее изучение получаемого материала в части исследования механизма формирования структуры, определяющей характер магнитных свойств системы.
Литература
1. Electrical properties of Un-doped and doped EuTiO3-based perovskites [Электронный ресурс] // White Rose: сайт. URL: http://etheses.whiterose.ac.uk/4064/1/University_of_Sheffield_-final_thesis-1.pdf (дата обращения: 22.03.2019).
2. Черепов В. В., Кропачев А. Н., Будин О. Н. Перспективы развития способов синтеза титанатов перовскитоподобной структуры и допирования их редкоземельными элементами // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 2018. №. 6. С. 31-41. DOI: dx.doi.org/10.17073/0021-3438-2018-6-31-41
Сведения об авторах
Черепов Владимир Владимирович
аспирант, Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС», г. Москва, [email protected] Кропачев Андрей Николаевич
кандидат технических наук, доцент, Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС», г. Москва, [email protected] Будин Олег Николаевич
аспирант, Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС», г. Москва, [email protected]
tterepov Vladimir Vladimirovich
Postgraduate, National University of Science and Technology (NUST) "MISIS", Moscow,
Kropachev Andrey Nikolaevich
PhD (Eng.), Associate Professor, National University of Science and Technology (NUST) "MISIS", Moscow, [email protected] Budin Oleg Nikolaevich
Postgraduate, National University of Science and Technology (NUST) "MISIS", Moscow, [email protected]
DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2019.10.1.411-418 УДК 541.145: 546.824.31
М. Н. Шиндер1, М. Л. Беликов2
1Апатитский филиал Мурманского государственного технического университета, г. Апатиты, Россия
2Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА ТИТАНА И ВОЛЬФРАМА
Аннотация. Представлены результаты исследований физико-химических, адсорбционных и фотокаталитических свойств диоксида титана, модифицированного вольфрамом, на примере разложения ферроина и метиленового синего. Выявлены корреляции между удельной поверхностью, фазовым составом, адсорбционными свойствами, электропроводностью и фотокаталитической активностью исследуемых композитов.
Ключевые слова: фотокатализ, диоксид титана, модифицирование, вольфрам, адсорбция, ферроин, метиленовый синий.
M. N. Shinder1, M. L. Belikov2
1Apatity Branch of the Murmansk State Technical University, Apatity, Russia 2Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of FRC KSC RAS, Apatity, Russia
PHYSICO-CHEMICAL AND PHOTOCATALYTIC PROPERTIES OF COMPOSITES BASED ON TITANIUM DIOXIDE AND TUNGSTEN
Abstract. The article presents the results of the studies of physicochemical, adsorption and photocatalytic properties of titanium dioxide modified with tungsten, case study of ferroin and methylene blue decomposition. The correlations among the specific surface area, phase composition, adsorption properties, electrical conductivity and photocatalytic activity of the composites under study were revealed.
Keywords: photocatalysis, titanium dioxide, modification, tungsten, adsorption, ferroin, methylene blue.
Прорывные работы А. Фуджишимы и К. Хонды в 1970-х гг. открыли путь применения диоксида титана (TiO2) при конверсии солнечной энергии [1]. С этого момента интерес к TiO2 как фотокатализатору возобновился с новой силой. Стали разрабатываться разнообразные фотокатализаторы (ФК) на его основе.
