Рентгенографическое исследование двойных боратов KMe 4(BO 3) 3 (Me = Sr, Ba)
Автор: Хамаганова Татьяна Николаевна, Хумаева Туяна Гатыповна
Журнал: Вестник Бурятского государственного университета. Философия @vestnik-bsu
Рубрика: Химия
Статья в выпуске: 3, 2012 года.
Бесплатный доступ
Рентгенографически изучена возможность получения двойного бората калия и бария состава KBa 4(BO 3) 3 (1:8:3).
Рентгенофазовый анализ, фаза, бораты
Короткий адрес: https://sciup.org/148180956
IDR: 148180956
Текст научной статьи Рентгенографическое исследование двойных боратов KMe 4(BO 3) 3 (Me = Sr, Ba)
Возможности применения сложных оксидных соединений бора являются основным фактором, определяющим интерес, возросший к ним в последние десятилетия.
Двойной борат калия-стронция KSr 4 (BO 3 ) 3 (1:8:3), кристаллизующийся в ромбической сингонии с пр. гр. Ama 2, получен нами недавно [1]. Стронциевые бораты аналогичного состава с мелкими низкозарядными катионами (Li+, Na+) и K+ уже описаны [2, 3]. По [4-6] перечисленные выше бораты MSr 4 (BO 3 ) 3 (M = Li, Na) при допировании катионами Ce3+ и Tb3+ проявляют устойчивую синезеленую эмиссию, соответствующую возбуждению в ближней УФ области спектра, и могут быть использованы в светоиспускающих диодах. Фото- и термолюминесцентные, а также дозиметрические свойства обнаружены у KSr 4 (BO 3 ) 3 [7]. Ряд боратов общего состава MMe 4 (BO 3 ) 3 , M = Na, K; Me = Ca, Sr обладают нецентросимметричной структурой и привлекательны в связи с возможным использованием в качестве новых оптических материалов. В литературе нами не найдено сведений о существовании соединения KBa 4 (BO 3 ) 3, поэтому целью настоящего исследования явилось установление возможности образования двойного бората KBa 4 (BO 3 ) 3 .
Результаты РФА образца KBa 4 (BO 3 ) 3 при 750º C
Таблица 1
|
КВа 4 В 3 О 9 (эксп.) |
КВО 2 /19-979/ |
γ- ВаВ 2 О 4 /35-0481/ |
ВаВ4О 7 /15-860/ |
Ва 3 B2O 6 /44-0584/ |
|||||
|
I/I, % |
d, Å |
I/I, % |
d, Å |
I/I, % |
d, Å |
I/I, % |
d, Å |
I/I, % |
d, Å |
|
25 |
5.984 |
||||||||
|
50 |
5.503 |
||||||||
|
48 |
5.249 |
10 |
5.220 |
||||||
|
3 |
4.516 |
55 |
4.520 |
||||||
|
27 |
4.051 |
5 |
4.04 |
||||||
|
10 |
3.897 |
55 |
3.89 |
||||||
|
25 |
3.447 |
60 |
3.46 |
||||||
|
10 |
3.297 |
90 |
3.29 |
||||||
|
30 |
3.129 |
100 |
3.13 |
||||||
|
30 |
3.071 |
100 |
3.05 |
30 |
3.07 |
||||
|
28 |
2.988 |
100 |
3.010 |
12 |
2.983 |
30 |
2.99 |
||
|
78 |
2.922 |
30 |
2.93 |
||||||
|
30 |
2.880 |
12 |
2.87 |
||||||
Т.Н. Хамаганова, Т.Г. Хумаева. Рентгенографическое исследование двойных боратов KMe 4 (BO 3 ) 3 (Me = Sr, Ba)
|
2 |
2.820 |
100 |
2.82 |
100 |
2.82 |
||||
|
80 |
2.753 |
10 |
2.75 |
||||||
|
100 |
2.629 |
17 |
2.62 |
||||||
|
5 |
2.508 |
19 |
2.508 |
48 |
2.507 |
||||
|
15 |
2.317 |
20 |
2.324 |
40 |
2.316 |
||||
|
32 |
2.260 |
60 |
2.27 |
50 |
2.254 |
14 |
2.26 |
||
|
13 |
2.213 |
10 |
2.20 |
25 |
2.21 |
5 |
2.21 |
||
|
30 |
2.154 |
19 |
2.15 |
||||||
|
33 |
2.093 |
90 |
2.074 |
17 |
2.09 |
5 |
2.09 |
||
|
24 |
2.026 |
37 |
2.03 |
||||||
|
23 |
1.991 |
40 |
1.99 |
20 |
1.99 |
||||
|
5 |
1.930 |
20 |
1.926 |
60 |
1.927 |
||||
|
8 |
1.860 |
10 |
1.86 |
||||||
|
10 |
1.775 |
30 |
1.765 |
10 |
1.768 |
20 |
1.77 |
||
|
23 |
1.749 |
10 |
1.74 |
||||||
|
3 |
1.709 |
30 |
1.71 |
20 |
1.71 |
||||
|
13 |
1.657 |
16 |
1.657 |
||||||
|
7 |
1.623 |
14 |
1.62 |
||||||
|
14 |
1.585 |
13 |
1.59 |
Экспериментальная часть
Синтез образцов KMe 4 (BO 3 ) 3 , Me = Sr, Ba осуществляли методом твердофазных реакций при ступенчатом отжиге стехиометрических количеств исходных реагентов в платиновых тиглях на воздухе с многократными перетираниями. В качестве исходных компонентов использовали предварительно прокаленные карбонаты бария и стронция квалификации «о.с.ч.», нитрат калия марки «ч.д.а.» и борную кислоту марки «х.ч.».
Отжиг образцов выполняли в интервале температур 350-800ºC в течение 80-90 ч. Достижение равновесия в образцах контролировали рентгенографически. Съемку образцов проводили на порошковом автодифрактометре D8 Advance Bruker AXS (Cu K α -излучение, графитовый монохроматор).
Результаты и их обсуждение
Начало образования искомых фаз отмечено при 600ºC. Порошкограммы образцов KSr 4 (BO 3 ) 3 и KBa 4 (BO 3 ) 3 , прокаленных при 700ºC, проявляли значительное сходство. На них зарегистрированы отражения, принадлежащие искомым и промежуточным фазам, среди которых найдены линии простых боратов: KBO 2 и ряд двухвалентных, такие как γ-MeB 2 O 4 , MeB 4 O 7 и Me 3 B 2 O 6 . Отжиг при 750ºC изменил состав промежуточных фаз в обоих образцах. Рентгенофазовый анализ образца KBa 4 (BO 3 ) 3 , полученного при 750ºC, приведен в табл. 1.
Отметим, что в образце KBa 4 (BO 3 ) 3 наблюдали те же промежуточные фазы, что и при 700ºC. В образце KSr 4 (BO 3 ) 3 в качестве промежуточных фаз не обнаружены рефлексы тетрабората SrB 4 O 7, но присутствовали слабые линии KBO 2, γ-SrB 2 O 4, Sr 3 B 2 O 6 . Дальнейшее повышение температуры и отжиг при 800ºC способствовали получению индивидуальной фазы. Рентгенограммы KSr 4 (BO 3 ) 3 и KBa 4 (BO 3 ) 3 , отснятые при 800ºC, показаны на рис., где видно, что рентгенограммы обоих образцов проявляют значительное сходство, свидетельствующее о принадлежности их к одному структурному типу.
Результаты РФА образца KBa 4 (BO 3 ) 3 при 800ºC
Таблица 2
|
КВа 4 B 3 O 9 (эксп.) |
КBO 2 /19-979/ |
ВаB 4 O 7 /15-0860/ |
Ва 2 B 2 O 5 /24-0087/ |
||||
|
I/I, % |
d, Å |
I/I, % |
d, Å |
I/I, % |
d, Å |
I/I, % |
d, Å |
|
5 |
6.84 |
||||||
|
4 |
6.49 |
||||||
|
4 |
6.21 |
20 |
6.25 |
||||
|
20 |
5.99 |
||||||
|
3 |
5.73 |
||||||
|
50 |
5.51 |
||||||
|
40 |
5.26 |
||||||
|
5 |
4.91 |
||||||
|
5 |
4.79 |
10 |
4.79 |
||||
|
15 |
4.52 |
||||||
|
30 |
4.054 |
70 |
4.06 |
||||
|
10 |
3.892 |
55 |
3.89 |
30 |
3.90 |
||
|
4 |
3.734 |
||||||
|
28 |
3.458 |
60 |
3.46 |
50 |
3.47 |
||
|
12 |
3.304 |
16 |
3.30 |
||||
|
4 |
3.245 |
||||||
|
4 |
3.193 |
||||||
|
40 |
3.133 |
100 |
3.130 |
40 |
3.14 |
||
|
35 |
3.076 |
100 |
3.05 |
40 |
3.07 |
||
|
30 |
2.989 |
12 |
2.983 |
100 |
2.98 |
||
|
70 |
2.928 |
30 |
2.93 |
||||
|
40 |
2.887 |
100 |
2.82 |
12 |
2.87 |
70 |
2.90 |
|
60 |
2.758 |
10 |
2.75 |
80 |
2.76 |
||
|
13 |
2.717 |
20 |
2.70 |
||||
|
100 |
2.633 |
17 |
2.62 |
||||
|
6 |
2.510 |
48 |
2.507 |
20 |
2.51 |
||
|
3 |
2.462 |
||||||
|
13 |
2.320 |
40 |
2.316 |
10 |
2.36 |
||
|
50 |
2.263 |
60 |
2.27 |
14 |
2.26 |
10 |
2.28 |
|
10 |
2.215 |
10 |
2.20 |
25 |
2.21 |
||
|
30 |
2.156 |
19 |
2.15 |
20 |
2.13 |
||
|
30 |
2.094 |
17 |
2.09 |
||||
|
10 |
2.071 |
37 |
2.03 |
30 |
2.06 |
||
|
20 |
2.026 |
10 |
2.03 |
||||
|
45 |
1.991 |
40 |
1.99 |
||||
|
10 |
1.929 |
60 |
1.915 |
||||
|
4 |
1.902 |
20 |
1.89 |
||||
|
10 |
1.861 |
20 |
1.85 |
10 20 30 40 50 6
Рис. Рентгенограммы KSr 4 (BO 3 ) 3 (1) и KBa 4 (BO 3 ) 3 (2) при 800ºC 2θ
