ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИПМех РАН |
||
В данном проекте предлагается осуществить направленный синтез низкоразмерных соединений на основе структурных фрагментов типа Cu3Au, содержащих связи между атомами палладия или платины и атомами непереходных металлов. Фундаментальная проблема, на решение которой направлен проект, - дизайн и направленный синтез соединений заданного строения на основе интерметаллических фрагментов. Конкретная научная задача в рамках общей проблемы заключается в создании и установлении фундаментальных особенностей строения соединений на основе фрагментов интерметаллидов палладия или платины. Проект предусматривает: 1) Синтез и исследование новых тройных фаз с гетерометаллическими фрагментами на основе интерметаллидов типа Cu3Au в системах Pd(Pt) - р-металл - неметалл; 2) синтез и исследование новых бинарных и тройных интерметаллидов Pd c непереходными металлами; 3) синтез и исследование новых фаз типа Pd5TlAs с гетерометаллическими фрагментами типа Cu3Au, образованными атомами Pd(Pt) и РЗЭ- или s-металла. В решение поставленной задачи входит направленный синтез, определение кристаллических структур синтезированных соединений, их электронного строения, описание связей «металл-металл», электрофизических свойств и каталитической активности. Успешное выполнение работ по проекту должно позволить установить вклад, который вносят природа и структура гетерометаллических фрагментов типа Cu3Au в поведение соединений в целом, т.е. установить взаимосвязь «состав-структура-свойства» для данного класса веществ..
Методом высокотемпературного синтеза с последующим фазовым анализом проведен направленный поиск новых блочных фаз, относящихся к структурным типам Pd7-xSnTe2, Pd5TlAs и Pd5AlI2, в системах типа Pd(Pt)-M-Ch, Pd(Pt)-M-As и Pd(Pt)-M-I (M-непереходный металл). Синтезирован ряд новых тройных соединений, для трех из которых методом Ритвельда установлена кристаллическая структура. Показано, что соединения Pd5InAs и Pt5InAs относятся к структурному типу Pd5InAs и построены из слоев центрированных индием кубооктаэдров [Pd12In] или [Pt12In], чередующихся вдоль оси с со слоями тетрагональных призм [Pd8As] или [Pt8As]. Соединение Pt8In2As построено на основе тех же структурных фрагментов, только содержит два слоя из кубооктаэдров, чередующихся с одним слоем призматических Pt-As фрагментов. Соединения Pt5InAs и Pt8In2As можно рассматривать как первые члены гомологического ряда, образованного вставками слоев [Pt8As] в структуру интерметаллида Pt3In. Установлена модель структуры блочной фазы Pd7InTe2, также построенной на основе кубооктаэдрических фрагментов [Pd12In], но чередующихся с палладий-теллуридными блоками иного строения, чем в Pd5InAs. Обнаружены также новые тройные соединения в системах Pd-Sb-Se и Pd-Pb-Te, построенные на основе структур интерметаллидов Pd8Sb3 и Pd5Sb2. Изучена возможность частичного замещения непереходного металла или халькогена в Pd5InSe и Pd7InTe2 на другой непереходный металл или халькоген. Надежно показано, что в Pd5InSe до 20% индия может быть замещено на галлий без разрушения структуры. Для новых арсенидов палладия индия и платины-индия, а также родственного интерметаллида Pt3In, выполнены неэмпирические квантовохимические расчеты зонной структуры. Показано, что для всех соединений она качественно очень близка. Установлено, что основной вклад в плотность состояний вблизи уровня Ферми вносят d-состояния переходного металла, которые практически заполнены. Такие особенности и определяют проявляемые данными фазами парамагнетизм Паули и металлическую проводимость.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Новые кристаллические соединения, содержащие структурные фрагменты интерметаллидов на основе Pd или Pt. |
Результаты этапа: Методом высокотемпературного синтеза с последующим фазовым анализом проведен направленный поиск новых блочных фаз, относящихся к структурным типам Pd7-xSnTe2, Pd5TlAs и Pd5AlI2, в системах типа Pd(Pt)-M-Ch, Pd(Pt)-M-As и Pd(Pt)-M-I (M-непереходный металл). Синтезирован ряд новых тройных соединений, для трех из которых методом Ритвельда установлена кристаллическая структура. Показано, что соединения Pd5InAs и Pt5InAs относятся к структурному типу Pd5InAs и построены из слоев центрированных индием кубооктаэдров [Pd12In] или [Pt12In], чередующихся вдоль оси с со слоями тетрагональных призм [Pd8As] или [Pt8As]. Соединение Pt8In2As построено на основе тех же структурных фрагментов, только содержит два слоя из кубооктаэдров, чередующихся с одним слоем призматических Pt-As фрагментов. Соединения Pt5InAs и Pt8In2As можно рассматривать как первые члены гомологического ряда, образованного вставками слоев [Pt8As] в структуру интерметаллида Pt3In. Установлена модель структуры блочной фазы Pd7InTe2, также построенной на основе кубооктаэдрических фрагментов [Pd12In], но чередующихся с палладий-теллуридными блоками иного строения, чем в Pd5InAs. Обнаружены также новые тройные соединения в системах Pd-Sb-Se и Pd-Pb-Te, построенные на основе структур интерметаллидов Pd8Sb3 и Pd5Sb2. Изучена возможность частичного замещения непереходного металла или халькогена в Pd5InSe и Pd7InTe2 на другой непереходный металл или халькоген. Надежно показано, что в Pd5InSe до 20% индия может быть замещено на галлий без разрушения структуры. По данным РФА и ЛРСА по порошку можно утверждать, что если замещение теллура на селен в Pd7InTe2-xSex происходит, то оно незначительно. В системах Pd(Pt)-M-I новых фаз типа Pd5AlI2 получить не удалось. Нами установлено также, что соединение Pd5AlI2, синтез и структура которого описаны в литературе, не получается в заметных количествах как при использовании литературной методики, так и при попытках ее модификации (изменение температурного режима, использование в качестве прекурсоров как простых, так и бинарных веществ). Для новых арсенидов палладия индия и платины-индия, а также родственного интерметаллида Pt3In, выполнены неэмпирические квантовохимические расчеты зонной структуры. Показано, что для всех соединений она качественно очень близка. Установлено, что основной вклад в плотность состояний вблизи уровня Ферми вносят d-состояния переходного металла, которые практически заполнены. Такие особенности и определяют проявляемые данными фазами парамагнетизм Паули и металлическую проводимость. Были проведены эксперименты по синтезу кубических интерметаллидов со структурой типа Cu3Au. Учитывая, что такие фазы очевидно не являются равновесными в искомых системах, был использован подход сочетающий повышенное давление (в противовес стандартным вакуумным методикам) и закаливание. В качестве модельной на первом этапе была выбрана система Pd-In. Синтез проводился в газостате при температуре 600оС. Выбор давлений был ограничен по техническим причинам 30 атм., время выдержки при термостатировании – 10 ч. Продукты после синтеза имели сложный состав. РФА показал наличие двух известных тетрагональных модификаций Pd3In, а также кубической фазы. Однако, на фоне тетрагональных фаз профильный анализ этого соединения был лишен смысла. В дальнейших экспериментах планируется повышение давления до 50-60 атм и увеличения времени выдержки. По результатам работы на первом этапе опубликована одна статья. | ||
2 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Новые кристаллические соединения, содержащие структурные фрагменты интерметаллидов на основе Pd или Pt. |
Результаты этапа: Методом высокотемпературного синтеза с последующим фазовым анализом проведен направленный поиск новых блочных фаз, относящихся к структурным типам Pd7-xSnTe2, Pd5TlAs и Pd5AlI2, в системах типа Pd(Pt)-M-Ch, Pd(Pt)-M-As и Pd(Pt)-M-I (M-непереходный металл). Синтезирован ряд новых тройных соединений, для трех из которых методом Ритвельда установлена кристаллическая структура. Показано, что соединения Pd5InAs, Pt5InAs и Pt5InP относятся к структурному типу Pd5InAs и построены из слоев центрированных индием кубооктаэдров [Pd12In] или [Pt12In], чередующихся вдоль оси с со слоями тетрагональных призм [Pd8Pn] или [Pt8Pn]. Соединения Pt8In2As и Pt8In2P построены на основе тех же структурных фрагментов, только содержит два слоя из кубооктаэдров, чередующихся с одним слоем призматических Pt-Pn фрагментов. Соединения Pt5InAs и Pt8In2As, Pt5InP и Pt8In2P можно рассматривать как первые члены гомологического ряда, образованного вставками слоев [Pt8Pn] в структуру интерметаллида Pt3In. Установлена модель структуры блочной фазы Pd7InTe2, также построенной на основе кубооктаэдрических фрагментов [Pd12In], но чередующихся с палладий-теллуридными блоками иного строения, чем в Pd5InAs. Обнаружены также новые тройные соединения в системах Pd-Sb-Se и Pd-Pb-Te, построенные на основе структур интерметаллидов Pd8Sb3 и Pd5Sb2. Изучена возможность частичного замещения непереходного металла или халькогена в Pd5InSe и Pd7InTe2 на другой непереходный металл или халькоген. Надежно показано, что в Pd5InSe до 20% индия может быть замещено на галлий без разрушения структуры. Для новых арсенидов палладия индия и платины-индия, а также родственного интерметаллида Pt3In, выполнены неэмпирические квантовохимические расчеты зонной структуры. Показано, что для всех соединений она качественно очень близка. Установлено, что основной вклад в плотность состояний вблизи уровня Ферми вносят d-состояния переходного металла, которые практически заполнены. Такие особенности и определяют проявляемые данными фазами парамагнетизм Паули и металлическую проводимость. Также получено новое соединение каркасного строения Pt3Bi2Se2, определена его кристаллическая структура. Показано отсутствие заметной каталитической активности соединения Pd5InSe в реакциях эволюции водорода. Показано также, что данное соединение не способно аккумулировать водород. По результатам работы на втором этапе проекта опубликована одна статья. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".