Челяб. физ.-матем. журн.,
2024, том 9, выпуск 3,страницы 490–500(Mi chfmj397)
Физика
Синтез и исследование кинетики ионного обмена в твёрдых растворах замещения Н$^{+}$/Ме$^{+}$ (Ме=Na$^{+}$, K$^{+}$) сурьмяной и фосфоросурьмяной кислот
Аннотация:
Рассмотрена кинетика ионного обмена в сурьмяной кислоте (СК) состава H$_2$Sb$_2$O$_6\cdot$nH$_2$O, где $2<n<5$, и фосфоросурьмяной кислоте (ФСК) состава H$_2$Sb$_{13/7}$P$_{1/7}$O$_6\cdot$nH$_2$O, где $2<n<4$, кристаллизующихся в структурном типе пирохлора (пр. гр. симм. Fd3m). Показано, что ионы натрия и калия замещают ионы оксония (протоны) и располагаются в каналах кристаллической структуры СК и ФСК (16d позиции). Рассмотрены модели ионного обмена и показано, что на начальных стадиях замещения реализуется плёночная кинетика, а в последующем процессы ионного обмена описываются моделью Бойда в приближении модели сферического зерна. Уточнены механизмы замещения протонных группировок в СК и ФСК и рассчитаны коэффициенты взаимодиффузии.
Ключевые слова:
сурьмяная кислота, фосфоросурьмяная кислота, структура типа пирохлора, твёрдые растворы замещения, диффузия, ионный обмен, твёрдые электролиты.
УДК:
539.219.3+546.865-31
Поступила в редакцию: 01.12.2023 Исправленный вариант: 08.07.2024