Влияние условий синтеза на формирование бертоллидов разного структурного типа в сложнооксидных системах двойных титанатов и ниобатов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Митрофанова Анна Владимировна

• Митрофанова Анна Владимировна
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Митрофанова Анна Владимировна

Введение

I. Литературный обзор

1.1. Структура перовскита

1.2. Слоистые перовскитоподобные структуры

1.2.1. Фазы Ауривиллиуса

1.2.2. Фазы Раддлесдена-Поппера

1.2.3. Фазы Диона-Якобсона

1.3. Особенности синтеза

1.4. Фазы Диона-Якобсона A'[Am-lBmOзm+l] с различным количеством слоев (т) в пределах перовскитоподобного блока

1.4.1. Фазы Диона-Якобсона с m = 2 (A'AB2O7)

1.4.2. Фазы Диона-Якобсона с m = 3 (A'A2BзOlo)

1.4.3. Фазы Диона-Якобсона с m = 4 (A'A2BзOlo)

II. Экспериментальная часть

2.1. Методы исследования

2.2 Исходные вещества

2.3 Объекты исследования и условия синтеза

2.3.1. Синтез слоистых перовскитов со структурой Диона-Якобсона

2.3.2. Получение Н-замещенных форм слоистых перовскитов

III. Обсуждение результатов

3.1. Ниобаты с m=2 ^М^, A = Bi3+, La3+, Ш3+

3.2. Ниобаты с т=2 К^М^, A = ВР+, La3+, Ш3+

3.3. Ниобаты с т=2 Rbl-xAgxBiNb2O7, х = 0.0; 0.5;

3.4. Н-замещённые ниобаты со структурой Диона-Якобсона с т=2

3.5. Титанониобаты с т=3 ^ТЩЬОю, A = Bi3+, La3+, Рг3+, Ш3+

2

3.6. Титанониобаты с т=3 Я^^КЬОю, А = Ы3+, Ьа3+, Ш3+

3.7. Титанониобаты с т=3 КЬ1^хБ12Т12№>Ою, х = 0.0; 0.5;

3.8. Н-замещенные титанониобаты со структурой Диона-Якобсона с т=3

Выводы

Список литературы

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние условий синтеза на формирование бертоллидов разного структурного типа в сложнооксидных системах двойных титанатов и ниобатов»

Актуальность работы.

Анализ состояний и тенденций развития области науки о перовскитоподобных соединениях и их практических приложениях позволяет утверждать, что как в фундаментальном, так и в прикладном плане исследование этой группы материалов в ближайшие десятилетия будет оставаться на переднем крае науки. Прогресс в поиске, исследовании и разработке новых материалов и принципов их применения будет в значительной мере определять развитие новых областей техники.

Перовскитоподобные соединения активно используют в современной технике. Они являются основой для создания термоиндикаторов, светодиодов, различных датчиков, резисторов и конденсаторов, а также могут использоваться в катализе и запоминающих устройствах [1-5]. Трендом последних лет является создание экономичных альтернативных источников энергии. К одним из наиболее привлекательных возобновляемых ресурсов относится солнечная энергия. Развитие солнечной энергетики считается не только экономически, но и экологически перспективным. Органо-неорганические гибридные перовскиты, обладающие электронной или дырочной проводимостью, все чаще применяют при разработке таких источников энергии, о чем свидетельствует растущее количество публикаций в научной периодике [6-15].

Одним из методов получения слоистых перовскитов является твердофазный синтез, однако считается, что некоторые соединения получить по керамической технологии нельзя. Этот факт связан с волатильностью ряда прекурсоров при высоких температурах обжига [16-18].

Для улучшения электрофизических, оптических и каталитических

свойств перовскитоподобных соединений используют модификацию

катионного состава. Допирование, как правило, существенно не нарушает

общий структурный мотив, однако может оказывать значительное влияние на

физические характеристики образующихся фаз. Катионные замещения в фазах

4

Диона-Якобсона в основном проводят с помощью реакций ионного обмена и интеркаляции, характерных для этого типа структур [16, 19-24]. Методики твердофазного синтеза, несмотря на простоту проведения, в основном используют для получения прекурсоров с целью дальнейшей модификации методами мягкой химии.

Кроме методики синтеза, исходные вещества также могут оказывать значительное влияние на фазообразование и получение чистой фазы пригодной для дальнейшего использования в различных технологических процессах.

В связи с этим представляется актуальным изучение влияния условий синтеза, природы исходных веществ и количества волатильных в условиях высокотемпературного твердофазного синтеза прекурсоров на формирование фаз со структурой Диона-Якобсона, их свойства и возможность участия в реакциях ионного обмена.

Степень разработанности темы.

Фазы со структурой Диона-Якобсона были впервые получены, охарактеризованы и выделены в отдельный класс слоистых перовскитоподобных структур в 1980 году. На протяжении 45 лет изучаются новые соединения со структурой данного типа, совершенствуются методы синтеза и открываются интересные способы применения. С каждым годом растет количество публикаций, связанных с получением и изучением свойств слоистых перовскитоподобных структур, что свидетельствует о неугасающем интересе ученых всего мира к этой теме.

Наиболее изученными являются соединения со структурой Диона-

Якобсона, содержащие в составе катионы с большим ионным радиусом (Сб+ и

КЬ+) в пространстве между перовскитными блоками. В публикациях

сообщается о наличии ионной проводимости и каталитической активности

таких соединений, кроме того, многие из них проявляют сегнетоэлектрические

свойства. Сообщается, что для твердофазного синтеза фаз со структурой

Диона-Якобсона необходимо использовать избыточное количество

5

прекурсора щелочного металла, однако обоснованию выбранного избытка (от 10 до 50 мол. %) в публикациях уделяется мало внимания. Этот параметр методики синтеза может оказывать существенное влияние на состав и структуру полученных соединений, их свойства и поведение в реакциях ионного обмена.

Цель и задачи работы.

Целью данной работы являлось исследование возможности формирования фаз со структурой Диона-Якобсона с различным количеством слоев октаэдров БО6 в пределах перовскитоподобного блока - ниобатов А'АМЬ2О7 (т=2) и частично замещенных ниобием титанатов (далее титанониобатов) А'Л2Т12МЬО10 (т=3), изучение влияния состава прекурсоров и их количества на фазообразование, исследование активности фаз Диона-Якобсона в реакциях ионного обмена, а также комплексный анализ с помощью различных физико-химических методов состава, структуры и свойств полученных фаз. В соответствии с поставленной целью работы были определены задачи:

• выявление общих тенденций фазообразования в многокомпонентных системах;

• проведение реакций ионного обмена с замещением катионов в позиции А' полученных фаз со структурой Диона-Якобсона на ионы Н+ и поиск методик оценки этих процессов;

• исследование термической устойчивости полученных фаз. Научная новизна.

1. Получены закономерности формирования объектов исследования

составов А'АКЬ2О7 (А' = К+, ЯЬ+, Ag+; А = Б13+, Ьа3+, Ш3+) и А^^КЪОю

*+; А = БР+ т -3+

+ 3+ 3+ 3+ 3+

(А' = К+, ЯЬ+, Ag+; А = Б13+, Ьа3+, Ш3+, Рг3+) в твердой фазе с помощью современного комплекса физико-химических методов;

2. В полученных сериях К+ содержащих фаз КАМЬ2О7 (А = Б13+, Ьа3+, №3+) и КЛ2Т12МЬОю (А = Б13+, Ьа3+, Кё3+, Рг3+) выявлены корреляции природы

солевого К+ содержащего прекурсора с формированием слоистых перовскитоподобных структур в твердой фазе;

3. Выявлена возможность получения фаз со структурой Диона-Якобсона состава КЬАМЬ207 (А = ВР+, La3+, Nd3+) и RbBi2Ti2NbOlo в широком концентрационном интервале КЬ+ содержащего прекурсора: от стехиометрического количества до 25 мол. % и от стехиометрического количества до 100 мол. %, соответственно;

4. Для слоистых перовскитоподобных фаз со структурой Диона-Якобсона КЬАМЬ207 (А = ВР+, La3+, Nd3+) и RbA2Ti2NbOlo (А = Bi3+, La3+, Nd3+) охарактеризованы потери волатильных соединений рубидия в ходе высокотемпературного твердофазного синтеза;

5. На примере серии КЬ+ содержащих составов Rbl+yBi2Ti2NbOlo показано влияние избыточного количества нитрата рубидия на процесс формирования слоистой структуры, особенности последующих реакций ионного обмена и сопровождающих их фазовых равновесий;

6. Получены Н-замещенные формы Hn(RbА)1-nNb2O7 (А = ВР+, La3+, Nd3+) и Hn(RbA2)l-nTi2NbOlo (А = Bi3+, La3+, Nd3+), изучена их термическая устойчивость, предложена методика расчета степени замещения с учетом перераспределения катионов между позициями (А') в межслоевом пространстве и позициях (А) в структуре перовскитоподобных блоков;

7. Впервые по керамической технологии синтезированы и охарактеризованы К+ содержащие фазы Диона-Якобсона KBi2Ti2NbOlo и КР^Т^НЮ^, изучена их реакционная способность в процессах ионного обмена.

Теоретическая и практическая значимость работы.

В работе получены фундаментальные данные о методах синтеза ряда фаз

со слоистой перовскитоподобной структурой Диона-Якобсона, влиянию

природы и количества прекурсора щелочного металла на фазообразование и

их свойства, изучено температурное поведение и каталитические свойства

полученных фаз. На примере ниобатов и титанониобатов показано, что

7

преимущественным направлением протекания каталитической реакции превращения этанола является дегидрирование с образованием ацетальдегида. Введение в структуру полиэдров Т1(1У) приводит к повышению температуры начала реакции превращения этанола и снижает выход продукта, в то время как присутствие катионов Ag+ позволяет снизить энергию активации и увеличивает эффективность процесса.

Методология и методы исследования.

В работе описан синтез по керамической технологии и изучен процесс фазообразования слоистых ниобатов А'АМЬ2О7 (А' = К+, ЯЬ+, Ag+; А = БР+, Ьа3+, Ш3+) и титанониобатов А'Л2Ti2NЪOlo (А' = К+, ЯЬ+, Лg+; А = БР+, Ьа3+, №3+, Рг3+), показана активность объектов исследования в реакциях замещения катионов (А') межслоевого пространства структуры ионами Н+. Полученные соединения охарактеризованы широким набором физико-химических методов: рентгенофазовый анализ, рентгенофлуоресцентный анализ, сканирующая электронная микроскопия, ИК-спектроскопия, КР-спектроскопия, термогравиметрический анализ, диэлектрическая спектроскопия. Изучена каталитическая активность ряда полученных соединений в реакции превращения этанола.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Совокупность данных о фазообразовании ниобатов А'АМЬ2О7 (А' = Н+, К+, ЯЬ+, Ag+; А = БР+, Ьа3+, Nd3+) и титанониобатов А^^МЮю (А' = Н+, К+, ЯЬ+, Лg+; А = БР+, Ьа3+, Nd3+, Рг3+) при использовании различных солевых прекурсоров, содержащих катион щелочного металла (нитраты рубидия и калия, карбонат и моногидрат оксалата калия).

2. Влияние избыточного количества солевого прекурсора в исходной шихте на фазообразование и последующий процесс ионного обмена полученных фаз Диона-Якобсона состава RЬl-yБi2Ti2NЪOlo;

3. Миграция катионов в структуре фаз Диона-Якобсона между позициями А' и А, ее взаимосвязь с количеством солевого прекурсора в

исходной шихте и последующими фазовыми равновесиями в процессе ионного обмена.

Степень достоверности результатов исследования.

Достоверность полученных результатов подтверждается воспроизводимостью методик синтеза и использованием широкого ряда современных физико-химических методов анализа, дополняющих и подтверждающих друг друга. Полученные данные имеют логически объяснимые закономерности, дополняют и подтверждают ранее опубликованные теоретические и экспериментальные данные. Основные результаты исследований опубликованы в российских и зарубежных научных журналах и прошли апробацию на всероссийских и международных конференциях.

Личный вклад автора состоит в поиске, анализе и обобщении информации по теме исследования; подборе условий и осуществлении синтеза образцов по керамической технологии и реакцией ионного обмена; получении спектральных характеристик синтезированных соединений; изучении температурного поведения исходных соединений и объектов исследования; анализе, интерпретации и обобщении результатов.

Апробация работы.

Основные результаты работы представлены и обсуждены на XXIII

Всероссийской конференции молодых ученых-химиков (с международным

участием) (Нижний Новгород, 2020 г.); XIV Международной научно-

практической конференции «Актуальные Проблемы Химии» для докторантов,

магистрантов и молодых ученых, посвященной 98-летию общенационального

лидера Гейдара Алиева (Баку, 2021 г.); XXII Всероссийской конференции по

физике сегнетоэлектриков (ВКС-XXII) (Екатеринбург, 2021 г.); Десятом

Международном междисциплинарном молодежном симпозиуме «Физика

бессвинцовых пьезоактивных и родственных материалов. Моделирование

экосистем (Анализ современного состояния и перспективы развития)»

(Ростов-на-Дону, 2021 г.); XXV Всероссийской конференции молодых

9

ученых-химиков (с международным участием) (Нижний Новгород, 2022 г.); Всероссийской научной конференции с международным участием «IV Байкальский материаловедческий форум» (Улан-Удэ - оз. Байкал, 2022 г.); шестой Международной научной конференции «Успехи синтеза и комплексообразования» (Москва, РУДН, 2022 г.); XXVI Всероссийской конференции молодых ученых-химиков (с международным участием) (Нижний Новгород, 2023 г.); XXIV Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых имени выдающихся химиков Л.П. Кулёва и Н.М. Кижнера, посвященной 85-летию со дня рождения профессора А.В. Кравцова «Химия и химическая технология в XXI веке» (г. Томск, 2023 г.); XIV Конференции молодых ученых по общей и неорганической химии (Москва, Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук, 2024 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 статьи и тезисы 13 докладов.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов и списка литературы, включающего 115 наименований. Работа изложена на 171 странице машинописного текста, содержит 76 рисунков и 30 таблиц.

I. Литературный обзор

1.1. Структура перовскита

Родоначальником структурного типа перовскита является титанат кальция СаТЮ3. Минерал перовскит впервые был обнаружен в 1839 году в породах Уральских гор Густавом Розе и позднее был назван в честь минеролога Льва Алексеевича Перовского.

Общая формула простейших перовскитных соединений - AВО3, где А и В представляют собой катионы или сочетание двух, или даже большего числа катионов, или вакансий (А - катионы щелочных, щелочноземельных металлов и РЗЭ; B - высокозарядные катионы d-элементов).

Изначально, кристаллическую структуру титаната кальция считали кубической. Однако, дальнейшие исследования выявили искажения в структуре перовскита при низких температурах: до 1100°С она относится ромбической сингонии, а при увеличении температуры происходят структурные фазовые переходы с повышением симметрии до кубической (рис. 1.1). Искажения в структуре перовскита - причина возникновения различных электрофизических и магнитных свойств, обнаруженных в соединениях данного типа [25].

Л?Т

ОгИтогЬотЬк; а* Ь * с а=р=у= 90°

Те1гадопа1 а = Ь * с а=р=у= 90°

СиЫс а = Ь = с а =0 = •/= 90° Н-5а-

- 1100 -1300 Т,сС

Рисунок 1.1. Фазовые переходы в структуре титаната кальция.

1.2. Слоистые перовскитоподобные структуры

Структура слоистых перовскитоподобных соединений сформирована за

счет чередования блоков, состоящих из октаэдров БО6 аналогичных

перовскиту по строению, и слоев другого строения, разделяющих эти блоки.

Перовскитный блок может иметь различную толщину и насчитывать от 2 до

11

10 и более слоев октаэдров В06. По составу и строению ионов, занимающих пространство между перовскитоподобными блоками (межслоевое пространство), слоистые перовскиты подразделяют на три семейства, названных в честь ученых впервые их открывших и исследовавших: фазы Ауривиллиуса (А), фазы Раддлесдена-Поппера (РП) и фазы Диона-Якобсона (ДЯ) [26-33] (рис.1.2).

Рисунок 1.2. Семейства слоистых перовскитов: фазы Ауривиллиуса (а), фазы Раддлесдена-Поппера (Ь), фазы Диона-Якобсона (с).

Замещения катионов в различных положениях структуры фаз слоистых перовскитов существенно влияют на параметры элементарной ячейки, симметрию, термическую устойчивость, электрические и физические характеристики [16, 18-23]. Эти свойства важны для практического применения данных фаз.

Большинство соединений со слоистой структурой имеют следующие особенности [34]:

• октаэдры BO6 больше всего искажены на границах перовскитных блоков с межслоевым пространством, ввиду изменения типа координационных полиэдров в пространстве между перовскитными блоками (рис. 1.2);

• искажение октаэдров BO6 в перовскитных блоках уменьшается по мере перемещения от границы к внутренним слоям. Наименьшее искажение

претерпевают октаэдры BO6, которые расположены в центре перовскитных блоков толщиной 3 или 5 октаэдров;

• если в перовскитных блоках находятся два разных катиона с различной валентностью, то заполнение приграничных полиэдров ионами с более высокой валентностью является преимущественным. Причина такого распределения катионов заключается в повышенном, по сравнению с классической структурой перовскита ABO3, содержании ионов кислорода O2-на границе перовскитных блоков и межблочных слоёв. Чтобы компенсировать этот повышенный отрицательный заряд ионы с более высокой валентностью имеют тенденцию накапливаться на границах перовскитных блоков.

1.2.1. Фазы Ауривиллиуса

Впервые слоистые перовскитоподобные соединения с общей формулой Лт-1В^Вт03т+3 были описаны Ауривиллиусом в 1949 году [26, 27]. Десять лет спустя Смоленский Г.А., Исупов В.А. и Аграновская А.И. обнаружили сегнетоэлектрические свойства у таких соединений [28].

Структура фаз Ауривиллиуса Лт-^2В т03т+3 состоит из чередующихся заряженных слоев (В1202)2+ флюоритоподобного типа и перовскитоподобных блоков, состоящих из т слоев (Лт-1Вт03т+1)2- (рис. 1.2 (а)). Значения т характеризуют структуры с различным количеством слоев в пределах одного перовскитоподобного блока.

Фазы Ауривиллиуса - самый глубоко изученный тип слоистых перовскитов, однако возможности данной структуры до сих поражают своим разнообразием, что позволяет находить новые практические применения и оптимизировать создание функциональных материалов с заданным свойствами. Три наиболее популярных направления для исследования и модификации свойств данных фаз - это фотокаталитическая активность, сегнетоэлектричество и ферромагнетизм [35-37].

1.2.2. Фазы Раддлесдена-Поппера

Р.С. Раддлесден и П. Поппер синтезировали фазу состава Sr2Ti04, а затем

Бг3Т1207 и Sr4Ti301o в 1957 году [29]. Данные соединения были отнесены к

13

неизвестному ранее типу структур, сформировав новый класс - фазы Раддлесдена-Поппера. Общая формула выглядит следующим образом: Л'2[Лт-1 БтО3т+1 ], где A', A - атомы щелочных, щелочноземельных или редкоземельных металлов, B - атом переходного металла (рис. 1.2 (Ь)).

Фазы Раддлесдена-Поппера известны своими диэлектрическими свойствами, активно исследуется ионная проводимость данных объектов. Кроме того, по структуре кристаллической решетки и величине коэффициента теплового расширения они схожи с высокотемпературными сверхпроводниками, что открывает новые горизонты исследований в области проводниковых материалов. В литературе также представлена информация о люминофорных свойствах фаз Раддлесдена-Поппера [38-40].

1.2.3. Фазы Диона-Якобсона

Фазы состава A'[Am-lBmOзm+l], где А' - ион щелочного металла, А - ион щелочноземельного или редкоземельного элемента, В - ион переходного металла, были впервые синтезированы М. Дионом в 1980 году [30-32]. Позже их существование было подтверждено А. Якобсоном, вследствие чего они и были названы фазами Диона-Якобсона. Структурно эти фазы схожи с фазами Раддлесдена-Поппера (рис. 1.2 (с)), однако отличаются составом межслоевого пространства. Однозарядные катионы щелочных металлов в пространстве между перовскитоподобными блоками фаз Диона-Якобсона обладают большей подвижностью, нежели двухзарядные катионы щелочноземельных металлов в аналогичной позиции фаз Раддлесдена-Поппера, следовательно фазы Диона-Якобсона лучше проявляют себя при модификациях катионного состава методами мягкой химии.

Фазы Диона-Якобсона обладают как высокой каталитической

активностью, так и высокой ионной проводимостью, что делает их очень

популярными объектами исследований в последние годы. Кроме того, они

были первыми фазами среди слоистых перовскитов, для которых была

показана активность в реакциях ионного обмена. Сегодня известно, что

результате ионообменных взаимодействий различные виды слоистых

14

перовскитов легко переходят друг в друга, что существенно расширяет возможности синтеза новых фаз с перспективными для практического применения свойствами [30-32].

Структура фаз Диона-Якобсона достаточно устойчива к катионным модификациям. Значения фактора толерантности Гольдшмидта для нее варьируются в интервале от 0.85 до 1.00. Следует отметить, что при одинаковом качественном составе с увеличением числа слоев в пределах перовскитного блока (т) фактор толерантности (1) незначительно понижается. Фактор толерантности (1) сложного оксида состава A'[Am-lBm0зm+l] можно вычислить по формуле 1.1.

где г(Л'), г(Л), г(В) - радиусы катионов позиции Л', Л, В с соответствующими КЧ, г(0) - радиус кислорода в степени окисления 0-2 и КЧ=6 (г(0) = 1,40 А) [41], т - количество слоев в пределах перовскитного блока.

Применение фаз Диона-Якобсона обширно: фотокатализ, солнечная энергетика (фотовольтаика), устройства хранения информации, тепловые детекторы, люминофоры, полупроводники [7, 16-24].

1.3. Особенности синтеза

Существуют различные подходы к получению слоистых перовскитоподобных структур, самые распространенные из которых стандартный твердофазный синтез, золь-гель метод или метод осаждения из раствора, синтез в солевом расплаве, получение из прекурсоров [10, 16, 23, 4249]. Кроме того, в последнее время привлекают внимание методы мягкой химии, как один из подходов к получению новых соединений из уже существующих. В ходе такого синтеза происходят изменения ионного состава исходной твердой фазы при низких температурах с сохранением ее структуры. Методы мягкой химии используются для получения метастабильных и переходных фаз. Основными технологиями являются реакции ионного

т

обмена, конденсации (дегидратации) и интеркаляции (внедрения) [10, 16, 18, 20-23, 49-63].

Условия и методы синтеза оказывают влияние непосредственно на стехиометрию фаз сложного состава. Поэтому их подбирают, опираясь на цели дальнейшего использования полученных соединений: для изучения электрофизических характеристик и применения соединений в качестве полупроводников необходима плотная керамика, поэтому используют керамическую технологию спекания при высоких температурах, а для исследования каталитических свойств нужна большая площадь поверхности, чего позволяет добиться золь-гель синтез. На этой основе можно оптимизировать создание новых перспективных материалов для современной электронной промышленности.

Ниже описаны самые распространенные способы синтеза слоистых перовскитов и их особенности.

Отличительной чертой твердофазного синтеза соединений семейства Диона-Якобсона является использование солей щелочных металлов в качестве компонентов исходной смеси. В ряде публикаций сообщается, что соединения щелочных металлов обладают высокой волатильностью при длительном нахождении при высоких температурах [8, 12, 44, 49-51, 54, 55, 57, 58-60, 6472]. Поэтому, для сохранения заданного соотношения компонентов и получения целевой фазы требуется использовать избыточное количество прекурсора щелочного металла от 10 до 50 мол. % [8, 44, 49-51, 54, 55, 57-61, 64-75]. К сожалению, количественного объяснения выбранному избытку авторы не приводят, но отмечается тенденция его увеличения с возрастанием числа слоев в пределах перовскитного блока. Кроме того, многие исследователи отмечают невозможность получения соединений с катионами небольшого радиуса (К+, Ка+) в позиции Л' прямым твердофазным синтезом, несмотря на высокое рассчитанное значение фактора толерантности Гольдшмидта 0.92-0.94.

Довольно трудоемкий процесс золь-гель синтеза слоистых перовскитоподобных фаз, по сравнению с керамической технологией существенно снижает температуру и продолжительность термообработки, а соответственно и энергозатраты. Кроме того, данный метод синтеза позволяет получить тонкие пленки путем нанесения золя на подложку, а также порошков с высокой удельной поверхностью, что является важной характеристикой в катализе [46, 47]. Однако, ввиду многокомпонентности состава при золь-гель синтезе становится довольно затруднительно точно контролировать соотношение взятых для синтеза компонентов и, соответственно, их одновременное соосаждение. Поэтому образец может получиться многофазным и/или неоднородным.

Используя метод синтеза в солевом расплаве, можно снизить температуру и время обжига. Дополнительным преимуществом данного метода в случае фаз Диона-Якобсона является наличие дополнительного количества катионов щелочного металла в расплаве соли, как правило хлориде, что позволяет компенсировать потери волатильных соединений щелочного металла в ходе высокотемпературного синтеза [10, 44, 45, 50, 51, 76]. Тем не менее, необходимость многократных итераций промывания образца для удаления избытка хлорид-ионов усложняет процесс синтеза.

Метод синтеза из прекурсоров эффективен в случае подробно исследованного процесса фазообразования целевой фазы. В некоторых случаях промежуточная фаза является «затравкой» для получения целевого соединения при невозможности получения из стандартной смеси оксидов [10, 48, 49]. Однако при этом закономерно увеличивается количество стадий и время синтеза.

Методы мягкой химии (реакции ионного обмена, интеркаляции, дегидратации) используют для получения из одних слоистых фаз других, относящихся к одному или разным семействам.

В реакциях ионного обмена происходит замещение ионов большего

размера, таких как Сб+, ЯЬ+, расположенных между перовскитными блоками,

17

на катионы с меньшим радиусом (например, №+, Li+, H+). Реакции ионного обмена проводятся в расплавах или растворах солей, а также в растворах минеральных кислот, при температурах от 40 до 400°С [10, 16, 18, 20, 23, 24, 49-62] (рис. 1.3).

А'АзВзОю А'А^ВзОщ

Рисунок 1.3. Схема ионного обмена больших по радиусу катионов на малые в фазах Диона-Якобсона.

Сообщается, что данным методом можно получить фазы, которые не удается синтезировать другими методами ввиду высокой волатильности прекурсоров, содержащих щелочные металлы. Тем не менее, существует сложность контроля процесса ионного обмена с точки зрения качественного и количественного состава полученной фазы и необходимость оценки степени замещения катионов межслоевого пространства. Полнота замещения может оказывать существенное влияние на свойства синтезируемых фаз.

В реакциях интеркаляции нейтральные молекулы сложного вещества, такие как амины, гетероциклические соединения или азотистые основания, внедряются в межслоевое пространство структуры слоистого перовскита [10, 49, 52, 53, 60]. Этот процесс является обратимым. Существенных изменений в структуре интеркаляция не вызывает, однако позволяет получить соединения с новыми или улучшенными свойствами. Чаще всего данный процесс проводят с Н-замещенными образцами, которые представляют собой твердые кислоты, ввиду наличия катионов ^ в межслоевом пространстве, а азот в вышеперечисленных соединениях имеет неподеленную пару электронов, что позволяет им вступать во взаимодействие кислотно-основного характера.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Митрофанова Анна Владимировна, 2025 год

Список литературы

1. Sanchez-Benitez J., Alonso J. A., Martinez-Lope M. J., Casais M. T., Martinez J. L., de Andrés A., Fernández-Díaz M. T. Preparation, crystal and magnetic structure, and magnetotransport properties of the double perovskite CaCu2.5Mn4.5O12. // Chemistry of materials. 2003. V. 15. № 11. P. 2193-2200.

2. Klie R. F., Buban J. P., Varela M., Franceschetti A., Jooss C., Zhu Y., Browning N.D., Pantelides S.T., Pennycook S.J. Enhanced current transport at grain boundaries in high-TC superconductors. // Nature. 2005. V. 435. P. 475-478.

3. Terasaki I., Kobayashi W. Thermoelectric properties of the AA'3B4Oi2-type ordered perovskite oxides. // Progress in solid state chemistry. 2007. V. 35. № 2-4. P. 439-445.

4. Liao W. Q., Zhang Y., Hu C. L., Mao J-G., Ye H-Y., Li P-F., Huang S.D., Xiong R-G. A lead-halide perovskite molecular ferroelectric semiconductor. // Nature communications. 2015. V. 6. P. 7338.

5. Wu H., Pan S., Poeppelmeier K. R., Li H., Jia D., Chen Z., Fan X., Yang Y., Rondinelli J. M., Luo H. K3B6O10Q: A New Structure Analogous to Perovskite with a Large Second Harmonic Generation Response and Deep UV Absorption Edge. // The Journal of the American Chemical Society. 2011. V. 133. P. 7786-7790.

6. Гордеев Г. О., Васильев В. В., Козырев Е. Н. Перовскиты, перспективы развития. // Научные междисциплинарные исследования. 2020. V. 1. № 8. P. 48-51.

7. Li X., Zhang F., He H., Berry J.J., Zhu K., Xu T. On-device lead sequestration for perovskite solar cells. // Nature. 2020. V. 578. P. 555-558.

8. Krasheninnikova O.V., Syrov E.V., Knyazev A.V., Kyashkin V.M., Suleimanov E.V., Titaev D.N., Fukina D.G., Volkova N.S., Lomakin M.S. Synthesis and properties of layered perovskite-like compounds PbBi2Nb2O9 and PbBi3Ti2NbO12. // Solid State Sciences. 2021. V. 121. P. 106730.

9. Haq I.U., Rehman G., Ahmad I., Yakout H.A., Khan I. Lead-free Dion-Jacobson halide perovskites CsMX2Y2 (M = Sb, Bi and X, Y = Cl, Br, I) used for

optoelectronic applications via first principle calculations. // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2023. V. 174. P. 111157.

10. Chang C-W., Nurpratiwi A.A., Su Y-H. A comparison study of molten-salt and solid-state method for the photoelectrochemical water splitting performance of Dion-Jacobson layers perovskite Ca2Nan-3NbnO3n+1- (n = 4, 5, and 6) nanosheets. International journal of hydrogen energy. 2022. V. 47. P. 40573-40581.

11. Malouangou M.D., Zhang Y., Yang Y., Mbumba M.T., Akram M.W., Rop E., Matondo J.T., Guli M. Enhancing the efficiency and stability of 2D-3D perovskite solar cells with embedded interface passivation with diammonium cation spacer. // Solar Energy Materials & Solar Cells. 2023. V. 251. P. 112135.

12. Pola S., Gade R. Significant role of perovskite materials for degradation of organic pollutants. Perovskite and Piezoelectric Materials. // IntechOpen. 2020. 154 c.

13. Ahmad S., Lu R., Liu Y., Liu X., Yang Q., Guo X., Li C. Cesium-doped Dion-Jacobson 2D perovskites for highly stable photovoltaics with an 18.3% efficiency. // Nano Energy. 2022. V. 103. P. 107822.

14. Kim H.G., Becker O.S., Jang J.S., Ji S.M., Borse P.H., Lee J.S. A generic method of visible light sensitization for perovskite-related layered oxides: Substitution effect of lead. // Journal of Solid State Chemistry. 2006. V. 179. P. 1214-1218.

15. Xiang H., Liu P., Ran R., Wang W., Zhou W., Shao Z. Two-dimensional Dion-Jacobson halide perovskites as new-generation light absorbers for perovskite solar cells. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2022.V. 166. P.112614.

16. Xu N., Takei T., Miura A., Kumada N. Preparation and phase transformation of Ag or Bi ion-exchanged layered niobate perovskite and their photocatalytic properties. // Journal of the Ceramic Society of Japan. 2015. V. 123. № 8. P. 690-694.

17. Chen C., Ning H., Lepadatu S., Cain M., Yana H., Reece M.J. Ferroelectricity in Dion-Jacobson ABiNb2O7 (A = Rb, Cs) compounds. Journal of Materials Chemistry C. 2015. V. 3. P. 19-22.

18. Zhou G., Jiang X., Zhao J., Molokeev M., Lin Z., Liu Q., Xia Z. Two-Dimensional-Layered Perovskite ALaTa2O7: Bi3+ (A = K and Na) Phosphors with Versatile Structures and Tunable Photoluminescence. // ACS Applied Materials & Interfaces. 2018. V. 10. P. 24648-24655.

19. Sivakumar T., Gopalakrishnan J. Transformation of Dion-Jacobson phase to Aurivillius phase: Synthesis of (PbBiO2)MNb2O7 (M = La, Bi). // Materials Research Bulletin. 2005. V. 40. № 1. P. 39-45.

20. Silyukov O., Chislov M., Burovikhina A., Utkina T., Zvereva I. Thermogravimetry study of ion exchange and hydration in layered oxide materials. // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2012. V. 110. № 1. P. 187-192.

21. Wang Y., Lai X., Lu X., Li Y., Liu Q., Lin J., Huang F. Tailoring the photocatalytic activity of layered perovskites by opening the interlayer vacancy via ion-exchange reactions. // CrystEngComm. 2015. V. 17. № 45. P. 8703-8709.

22. Domen K., Yoshimura J., Sekine T., Tanaka A., Onishi T. A novel series of photocatalysts with an ion-exchangeable layered structure of niobite. // Catalysis Letters. 1990. V. 4. № 4-6. P. 339-343.

23. Sato M., Abo J., Jin T., and Ohta M. Structure and ionic conductivity of MLaNb2O7 (M = K, Na, Li, H). // Journal of Alloys and Compounds. 1993. V. 192 №1-2. P. 81-83.

24. Xiong W., Porwal H., Luo H., Araullo-PetersV., Feng J., Titirici M-M., Reece M.J., Briscoe J. Photocatalytic activity of 2D nanosheets of ferroelectric Dion-Jacobson compounds. // Journal of Materials Chemistry A. 2020. V. 8. P. 6564-6568.

25. Рабе, К.М. Физика сегнетоэлектриков: современный взгляд. / Под ред. К.М. Рабе, Ч.Г. Ан, Ж.-М. Трискон, пер. с англ. -М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2017. 440 с.

26. Aurivillius B. Mixed Bismuth Oxides with Layer Lattices I. Structure Type of CaBi2B2O9. // Arkiv for Kemi. 1949. V. 1. № 54. P. 463-480.

27. Aurivillius B. Mixed Bismuth Oxides with Layer Lattices II. Structure of Bi4TisO12. // Arkiv for Kemi. 1949. V. 1. № 58. P. 499-512.

28. Смоленский Г.А., Аграновская А.И., Исупов В.А. Новые сегнетоэлектрики сложного состава Pb2MgWO6, Pb3Fe2WO9, Pb2FeTaO6. // Физика твёрдого тела. 1959. Т. 1. № 6. С. 990-992.

29. Ruddlesden S.N., Popper P. New compounds of the K2NiF4 type // Acta Crystallographica. 1957. V.10. № 7. P. 538-539.

30. Dion M., Ganne M., Tournoux M. Nouvelles familles de phases MIMII2Nb3O10 a feuillets «perovskites» // Materials Research Bulletin. 1981. V.16. № 11. P. 1429-1435.

31. Jacobson A.J., Lewandowski J.T., Johnson J.W. Ion exchange of the layered perovskite KCa2Nb3O10 by protons // Journal of the Less-Common Metals. 1986. V.116. № 1. P. 137-145.

32. Jacobson A.J., Johnson J.W., Lewandowski J.T. Interlayer chemistry between thick transition-metal oxide layers: synthesis and intercalation reactions of K[Ca2Nan-3NbnO3n+1] // Inorganic Chemistry. 1985. V.24. № 2. P. 3727-3729.

33. Zhang B. H., Liu X. Q., Chen X. M. Review of experimental progress of hybrid improper ferroelectricity in layered perovskite oxides //Journal of Physics D: Applied Physics. 2021. V. 55. №. 11. P. 113001.

34. Lichtenberg F., Herrnberger A., Wiedenmann K. Synthesis, structural, magnetic and transport properties of layered perovskite-related titanates, niobates and tantalates of the type AnBnO3n+2, A'Ak-1BkO3k+1 and AmBm-1O3m. // Progress in Solid State Chemistry. 2008. V. 36. P. 253-387.

35. Родионов И. А., Зверева И. А. Фотокаталитическая активность слоистых перовскитоподобных оксидов в практически значимых химических реакциях //Успехи химии. 2016. Т. 85. №. 3. С. 248-279.

36. Pelaiz-Barranco A., Gonzalez-Abreu Y. Ferroelectric ceramic materials of the Aurivillius family //Journal of Advanced Dielectrics. 2013. Т. 3. №. 04. С. 1330003.

37. Birenbaum A.Y., Ederer C. The potentially multiferroic Aurivillius phase Bi5Ti3FeO15: cation site preference, electric polarization, and magnetic coupling from first-principles. // Physical Review B. 2014. V. 90. № 21. P. 214109.

38. Fan X.C., Chen X.M., Liu X.Q. Structural Dependence of Microwave Dielectric Properties of SrRAlO4 (R = Sm, Nd, La) Ceramics: Crystal Structure Refinement and Infrared Reflectivity Study. // Chemistry of Materials Journal. 2008. V. 20. P. 4092-4098.

39. Zhang J., Li Y., Zhang D., Qi H.C., Xu X.X., Huang Z.F., Wang C.C. Giant dielectric behavior in CaLaAlO4 ceramics. // Materials Letters. 2016. V.168. P. 163-165.

40. Wang Y., Peng Q., Liang H., Brik M.G., Suchocki A. 3P0 ^ *D2 non-radiative relaxation control via IVCT state in Pr3+-doped Na2Ln2Ti3O10 (Ln=La, Gd) micro-crystals with triple-layered perovskite structure. // Journal of Luminescence. 2019. V. 213. P. 510-518.

41. Shannon R.D., Prewitt C.T. Effective ionic radii in oxides and fluorides. // Acta Crystallographica Section B. 1969. V. 25 P. 925.

42. Schaak R.E., Mallouk T.E. Perovskites by Design: A Toolbox of SolidState Reactions. // Chemistry of Materials. 2002. V. 14. №4. P. 1455-1471.

43. Nakajima T., Tsuchiya T., Kumagai T. Perfect Uniaxial Growth of Dion-Jacobson Perovskite RbLaNb2O7 Thin Films under Pulsed Photothermal Gradient Heating. // Crystal Growth and Design. 2010. V. 10. P. 4861-4867.

44. Czech B., Hojamberdiev M. UVA- and visible-light-driven photocatalytic activity of three-layer perovskite Dion-Jacobson phase CsBa2M3O10 (M = Ta, Nb) and oxynitride crystals in the removal of caffeine from model wastewater. // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 2016. V. 324. P. 70-80.

45. Zahedi E., Hojamberdiev M., Bekheet M.F. Electronic, optical and photocatalytic properties of three-layer perovskite Dion-Jacobson phase CsBaiMsOio (M = Ta, Nb): a DFT study. // RSC Advances. 2015. V. 5. P. 8872588735.

46. Ji J-J, Sun H., Mao X-Y., Wang W., Chen X-B. Structure and multiferroic properties of Bi5FeTi3Oi5 thin films prepared by the sol-gel method. // Journal of Sol-Gel Science Technology. 2012. V. 61. P. 328-331.

47. Sun H., Lu X., Su J., Xu T., Ju C., Huang F., Zhu J. Multiferroic behaviour and the magneto-dielectric effect in Bi5FeTi3O15 thin films J. Phys. D: Appl. Phys. 2012. V. 45. P. 385001.

48. Knyazev A.V., Krasheninnikova O.V., Syrov E.V., Kyashkin V.M., Lelet M.I., Smirnova N.N. Thermodynamic and X-ray studies of layered perovskite KCa2NaNb4O13. // The Journal of Chemical Thermodynamics. 2019. V. 138. P. 255-261.

49. Yoo S.Y., Yim H., Nahm S., Choi J-W. Design of dispersion-free dielectrics as engineering perovskite unit cells of KCa2Li(n-3)NbnO3n+1 ceramics. // Ceramics International. 2021. V. 47. P. 17331-17336.

50. Viciu L., Golub V.O., Wiley J.B. Structural, thermal and magnetic characterization of the manganese oxyhalide layered perovskite, (MnCl)LaNb2O7. // Journal of Solid State Chemistry. 2003. V. 175. PP. 88-93.

51. Viciu L., Liziard N., Golub V., Kodenkandath T.A., Wiley J.B. Transition-metal Dion-Jacobson layered perovskites, M0.5LaNb2O7. // Materials Research Bulletin. 2004. V. 39. P. 2147-2154.

52. Yoshioka S., Takeda Y., Uchimaru Y., Sugahara Y. Hydrosilylation in the 2D interlay er space between inorganic layers: reaction between immobilized C=C groups on the interlayer surface of layered perovskite HLaNb2O7^xH2O and chlorohydrosilanes. // Journal of Organometallic Chemistry. 2003. V. 686. P. 145150.

53. Takeda Y., Suzuki H., Notsu K., Sugimoto W., Sugahara Y. Preparation

of a novel organic derivative of the layered perovskite HLaNb2O7^nH2O interlayer

163

surface trifluoroacetate groups. // Materials Research Bulletin. 2006. V. 41. P. 834841.

54. Toda K., Honma T., Ye Z-G., Sato M. Synthesis and structure determination of new layered perovskite compound, KLaTa2O7. // Journal of Alloys and Compounds. 1997. V. 249. P. 256-259.

55. Toda K., Uematsu K., Sato M. Structure Determination of New Layered Perovskite Compound, NaLaTa2O7, Synthesized by Ion-Exchange Reaction. // Journal of the Ceramic Society of Japan. 1997. V. 105. I. 6. P. 482-485.

56. Kim Y-I., Kim S-J. Ionic conductivity of Dion-Jacobson type oxide LiLaTa2O7 and oxynitride LiLaTa2O6.15N0.57 measured by impedance spectroscopy. // Ceramics International. 2015. V. 41. P. 3318-3323.

57. Hong Y-S., Kim K. New n = 3 Dion-Jacobson phases NaLmTiiNbO^xHiO (Ln = La, Pr, Nd, Sm). // Materials Research Bulletin. 2001. V. 36. I. 7-8. P. 1325-1334.

58. Krasheninnikova O.V., Syrov E.V., Smirnov S.M., Suleimanov E.V., Fukina D.G., Knyazev A.V., Titaev D.N., Synthesis, crystal structure and photocatalytic activity of new Dion-Jacobson type titanoniobates. // Journal of Solid State Chemistry. 2022. V. 315. P. 123445.

59. Hong Y-S., Han C-H., Kim K. Structural Characterization of New Layered Perovskites MLa2Ti2TaO10 (M = Cs, Rb) and NaLa2Ti2TaO^xH2O (x = 2, 0.9, 0). // Journal of Solid State Chemistry. 2001. V. 158. P. 290-298.

60. Matsuda M., Hioki T., Okada K., Nishimoto S., Miyake M. Hydrous protonated forms derived from n=3 Dion Jacobson type layered perovskite titanotantalate RbLa2Ti2TaO10: Interlayer reactivity with n-alkylamine. // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2006. V. 67. P. 1325-1329.

61. Gustin L., Lefebvre J., Tillman A.P., Wiley J.B. Synthesis and thermal stability studies of mixed A-site Dion-Jacobson triple-layered perovskites, A'LaNaNb3O10 (A' = H, Li, Na, K, Rb, CuCl. // Journal of Solid State Chemistry. 2020. V. 285. P. 121235.

62. Syrov E.V., Krasheninnikova O.V., Knyazev A.V., Fukina D.G., Suleimanov E.V., Volkova N. S., Gorshkov A.P., Smirnov S.M. Synthesis, structure, and properties of new Dion-Jacobson compounds A'LnNaNb3O10 (A' = Cs, Rb, H; Ln = Nd, Pr). // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2021. V. 156. P. 110184.

63. Yim H., Yoo S.Y., Choi H., Chang H.J., Hwang S-J., Nahm S., Osada M., Choi J-W. Advances in dielectric performance of atomically engineered Sr1.8Bi0.2Nb3O10 perovskite nanosheet thin films. // Journal of Alloys and Compounds. 2022. V. 925. P. 166606.

64. Zhang W., New Oxide-Ion Conductors of Dion-Jacobson-Type Layered Perovskites CsLn2Ti2NbO10 (Ln = La, Pr, Nd, Sm, Gd, Ho, and Yb) and CsLa2-xMxTi2+yNb1-yO10-x/2-y/2 (M = Ca, Sr, and Ba; x = 0, 0.1; y = 0.1, 0, and -0.1). // Oxide-Ion Conduction in the Dion-Jacobson-Type Layered Perovskites. Springer Theses. Springer. Singapore. 2022. P. 93-120.

65. Fang M., Kim C. H., Mallouk T. E. Dielectric properties of the lamellar niobates and titanoniobates AM2Nb3O10 and ATiNbO5 (A= H, K, M= Ca, Pb), and their condensation products Ca4Nb6O19 and Ti2Nb2O9 //Chemistry of materials. 1999. Т. 11. №. 6. С. 1519-1525.

66. Schottenfeld J.A., Benesi A.J., Stephens P.W., Chen G., Eklund P.C., Mallouk T.E. Structural analysis and characterization of layer perovskite oxynitrides made from Dion-Jacobson oxide precursors. // Journal of Solid State Chemistry. 2005. V. 178. P. 2313-2321.

67. Knyazev A.V., Syrov E.V., Krasheninnikova O.V., Kyashkin V.M., Titaev D.N., Fukina D.G. Structural and thermal properties of La-containing Dion -Jacobson homologous series. // Journal of Solid State Chemistry. 2021. V. 294. P. 121832.

68. Mallick S., Khalsa G., Kaaret J.Z., Zhang W., Batuk M., Gibbs A.S., Hadermann J., Halasyamani P.S., Benedek N.A. and Hayward M.A. The Influence of the 6s2 configuration of Bi3+ on the structures of A'BiNb2O7 (A' = Rb, Na, Li) layered perovskite oxides. // Dalton Transactions. 2021. V. 50. № 42. PP. 1535915369.

69. Zhang W., Yashima M. Improved oxide-ion conductivity by substitution of Sr for Bi in Dion-Jacobson phase CsBi2Ti2NbO10. // Ceramics International. 2022. V. 48. P. 16522-16528.

70. Yan Z., Zhang D., Zhou X., Zhang M., Yue Y., Zhang L., Xue G., Luo H., Abrahams I., Yan H. Phase transitions in RbPrNb2O7, a layer structured ferroelectric with a high Curie point. // Acta Materialia. 2020. V. 200. P. 971-979.

71. Cascos V.A., Roberts-Watts J., Skingle C., Levin I., Zhang W., Halasyamani P.S., Stennett M.C., Hyatt N.C., Bousquet E., McCabe E.E. Tuning between Proper and Hybrid-Improper Mechanisms for Polar Behavior in CsLn2Ti2NbO10 Dion-Jacobson Phases.// Chemistry of Materials. 2020. V.32. P. 8700-8712.

72. McCabe E.E., Bousquet E., Stockdale C.P.J., Deacon C.A., Tran T.T., Halasyamani P.S., Stennett M.C., Hyatt N.C. Proper Ferroelectricity in the Dion-Jacobson Material CsBi2Ti2NbO10: Experiment and Theory.// Chemistry of Materials. 2015. V.27. P. 8298-8309.

73. Snedden A., Knight K.S., Lightfoot P. Structural distortions in the layered perovskites CsANb2O7 (A=Nd, Bi). // Journal of Solid State Chemistry. 2003. V. 173. P. 309-313.

74. Toda K., Kameo Y., Fujimoto M., Sato M. Crystal structure and ionic conductivity of a layered perovskite, Na2La2Ti3O10 //Journal of the Ceramic Society of Japan. 1994. T. 102. №. 1188. C. 737-741.

75. Kim J.K., Ok K.M. Syntheses, structures, and optical properties of n = 3 layered Dion-Jacobson perovskites, RbEu2-xBixTi2NbO10 (0 < x < 2). // Journal of Alloys and Compounds. 2023. V. 937. P. 167602.

76. Brito A.S., Bouquet V., Demange V., Chevire F., Guilloux-Viry M., Marinho T.D., Souza J.K.D., Lima L.C., Pinheiro N.A., Santos I.M.G., Sambrano J.R., Albuquerque A.R., Maia A.S. Theoretical-experimental evaluation of the photocatalytic activity of KCa2Ta3-xNbxO10. // Materials Letters. 2019. V. 253. P. 392-395.

77. Bizeto M. A., Constantino V. R. L. Layered H2K2Nb6Oi7 exfoliation promoted by n-butylamine. // Materials Research Bulletin. 2004. V. 39. № 12. P. 1811-1820.

78. Autieri C., Barone P., Slawinska J., Picozzi S. Persistent spin helix in Rashba-Dresselhaus ferroelectric CsBiNb2O7. // Physical Review Materials. 2019. V. 3. P. 084416 (1-7).

79. Dixon C.A.L., McNulty J.A., Knight K.S., Gibbs A.S., Lightfoot P. Phase Transition Behavior of the Layered Perovskite CsBi0.6La0.4Nb2O7: A Hybrid Improper Ferroelectric. // Crystals. 2017. V. 7. № 5. P. 135(1-11).

80. Kobayashi Y., Schottenfeld J.A., Macdonald D.D., Mallouk T.E. Structural Effects in the Protonic / Electronic Conductivity of Dion-Jacobson Phase Niobate and Tantalate Layered Perovskites. // The Journal of Physical Chemistry C.

2007. V. 111. № 7. P. 3185-3191.

81. Li Y., Chen G., Zhou C., Li Z. Photocatalytic Water Splitting Over a Protonated Layered Perovskite Tantalate H1.81Sr0.81Bi0.19Ta2O7. // Catalysis Letters.

2008. V. 123. № 1-2. P. 80-83.

82. Li B.-W., Osada M., Ozawa T. C., Sasaki T. RbBiM^: A New Lead-Free High-Tc Ferroelectric. // Chemistry of Materials. 2012. V. 24. № 16. P. 31113113.

83. Gou G., Shi J. Piezoelectricity enhancement in Dion-Jacobson RbBiNb2O7 via negative pressure. // Europhysics Letters. 2014. V. 108. № 6. P. 67006.

84. Kim H. G., Yoo J. S., Ok K. M. Second-harmonic generation (SHG) and photoluminescence properties of noncentrosymmetric (NCS) layered perovskite solid solutions, CsBi1-xEuxNb2O7 (x = 0, 0.1, and 0.2). // Journal of Materials Chemistry C. 2015. V. 3. № 22. P. 5625-5630.

85. Торопов Н.А., Барзаковский В.П., Бондарь И.А., Удалов Ю.П. Диаграммы состояния силикатных систем. Справочник. Выпуск второй. Металл-кислородные соединения силикатных систем. // Ленинград: «Наука». 1969. 372 с.

86. Takakuwa S., Saitoh T., Toda K., Kanamaru F. Preparation and Ionic Substitution of Dion-Jacobson Type Compounds CsLa(M,Mn)nO3 (M=Nb, Ta; n=2, 3). // Key Engineering Materials. 1999. V. 169-170. P. 243-246.

87. Zhang W., Fujii K., Niwa E., Hagihala M., Kamiyama T., Yashima M. Oxide-ion conduction in the Dion-Jacobson phase CsBi2Ti2NbOio-s //Nature communications. 2020. Т. 11. №. 1. С. 1224.

88. Kim H.G., Tran T.T., Choi W., You T-S., Halasyamani P.S., Ok K.M. Two New Non-centrosymmetric n = 3 Layered Dion-Jacobson Perovskites: Polar RbBi2Ti2NbO10 and Nonpolar CsBi2Ti2TaO10. // Chemistry of Materials. 2016. V. 28. P. 2424-2432.

89. Y.-S. Hong, K. Kim, New-type ordering behavior in the layered perovskite compound RbLa2Ti2NbO10. // Chemistry Letters. 2000. V. 29. P. 690691.

90. Im M., Kim D-H., Kweon S-H., Lee W-H., Nahm S. Synthesis and effect of Ba2+ ions on the dielectric properties of the layered-perovskite KSr2NaNb4O13 ceramics. // Materials Research Bulletin. 2018. V. 105. PP. 246-252.

91. Lindley P.F., Woodward P. An X-ray Investigation of Silver Nitrate: A Unique Metal Nitrate Structure. // Journal of the Chemical Society A: Inorganic, Physical, Theoretical. 1966. P. 123-126.

92. Милинский А. Ю., Барышников С. В., Стукова Е. В., Стабилизация сегнетоэлектрической фазы нитрата калия в композитах, содержащих металлические микрочастицы. // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки. 2022. Т. 15. № 3. С. 9-16.

93. Марков Ю.Ф., Егоров В.М., Рогинский Е.М., Стукова Е.В. Фазовый переход сегнетоэлектрика нитрата калия в нанопористой матрице. Письма в ЖТФ, 2020, том 46, вып. 18. С. 19-22

94. Накамото К. // ИК спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений // Пер. с англ. М.: Мир. 1991. 536 c.

95. Бессонова А. П., Стась И. Е., Влияние высокочастотного

электромагнитного поля на физико-химические свойства воды и ее

168

спектральные характеристики. // Ползуновский вестник. 2008. № 3. С. 305309.

96. Плющев В.Е., Степин Б.Д. Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия. / М.: Химия. 1970. 410 с.

97. Pohl J., Dieter P., Adiwidjaja G. Phase transition in rubidium nitrate at 346 K and Structure at 296, 372, 413 and 437 K // Acta Crystallographica Section

B. 1992. V. 48. P. 160-166.

98. Бордовский Г.А. Новые полупроводниковые материалы с позиционной неупорядоченностью кристаллической решетки. // Соросовский образовательный журнал (Физика). 1996. № 4. 106 с.

99. De Wolff P., Visser J. W. Technisch Physische Dienst //Delft, The Netherlands, ICDD Grant-in-Aid, PDF. 1957. С. 09-0169.

100. Мороз Т. Н. Колебательная спектроскопия карбонатов из железо-марганцевых и черносланцевых образований. // Миасс: ИМин УрО РАН. 2013.

C. 278-281.

101. Swanson H.E., McMurdie H.F., Morris M.C., Evans E.H., Paretzkin B. Standard X-ray Diffraction Powder Patterns Section 9—Data for 63 Substances // Institute for Materials Research National Bureau of Standards Washington, D.C. National Bureau of Standards Monograph 25—Section 9. 1971. 128 p.

102. Mohamed M.A., Galwey A.K., Halawy S. The activities of some metal oxides in promoting the thermal decomposition of potassium oxalate. // Thermochimica Acta. 2002. V. 387. I. 1. P. 63-74.

103. Драго Р. Физические методы в химии. / Пер. с английского к.х.н. Соловьянова А.А., под ред. академика Реутова О.А. // М.: МИР. 1981. Т.1. 422 с.

104. Кочедыков В.А., Закирьянова И.Д., Корзун И.В. Исследование термического разложения продуктов взаимодействия оксидов РЗЭ с компонентами атмосферы воздуха. // Аналитика и контроль. 2005. Т.9. №1. P. 59-63.

105. Zinatloo-Ajabshir S., Salavati-Niasari M., Novel poly(ethyleneglycol)-assisted synthesis of praseodymium oxide nanostructures via a facile precipitation route. // Ceramics International. 2015. V. 41. I. 1. Part A. P. 567-575.

106. Li X., Xie L. Experimental investigation and thermodynamic modeling of the LiNO3-RbNO3-AgNO3 system and its subsystems //Journal of Alloys and Compounds. 2018. Т. 736. С. 124-135.

107. Bortz M., Tansen M. Ag25Bi3O18 ein gemischtvalentes Bismutat. // Zeitschrift fur anorganische und allgemeine Chemie. 1992. V. 612. S. 113-117.

108. Zhou H., Wang S., Wu D., Chen Q., Chen Y. Microstructures and Electrical Conduction Behaviors of Gd/Cr Codoped Bi3TiNbO9 Aurivillius Phase Ceramic. // Materials. 2021. V. 14 (19). P. 5598.

109. Курносенко С. А., Силюков О. И., Родионов И. А., Бирюков Я. П., Буров А. А., Зверева И. А. ^тез, ионообменные и фотокаталитические свойства слоистого перовскитоподобного ниобата CsBa2Nb3Ow: сравнительный анализ с родственными фазами Диона-Якобсона AA'2Nb3O10 (A = K, Rb, Cs; A' = Ca, Sr, Pb). // Журнал неорганической химии. 2024. Т. 69. № 3. С. 373-384.

110. Asaki S., Akamatsu H., Hasegawa G., Abe T., Nakahira Y., Yoshida S., Moriyoshi C., Hayashi K. Ferroelectricity of Dion-Jacobson layered perovskites CsNdNb2Oy and RbNdM^Oy. // Japanese Journal of Applied Physics. 2020. V. 59. P. 1-7.

111. Zhu T., Gibbs A.S., Benedek N.A., Hayward M.A. Complex Structural Phase Transitions of the Hybrid Improper Polar Dion-Jacobson Oxides RbNdM2O7 and CsNdM2Oy (M = Nb, Ta). // Chemistry of Materials. 2020. V. 32 (10). P. 43404346.

112. Lu Z-T., Asaki S., Yoshida S., Moriyoshi C., Hasegawa G., Fujita K., Gopalan V., Hayashi K., Akamatsu H. Structural frustration effects by mixed alkali ions in ferroelectric Dion-Jacobson layered perovskites (Cs,Rb)NdNb2O7. // Journal of Materials Chemistry C. 2025. V. 13. P. 1812-1823.

113. Власенко В.Г., Зубков С.В., Шуваева В.А. Структура и диэлектрические свойства твердых растворов Bi7Ti4+xWxNЪl-2xO2l (х = 0-0.5). // Физика твердого тела. 2015. Т. 57. №. 5. С. 886-891.

114. Менушенков А. П. и др. Локальный беспорядок в пирохлорах Ьп2Т207 (Ьп= Gd, ТЬ, Dy) // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2019. Т. 109. №. 8. С. 540-546.

115. Зверева И. А., Силюков О. И., Числов М. В. Ионообменные реакции в структуре перовскитоподобных слоистых оксидов I. Протонирование сложного оксида №№ТЮ4. //Журнал общей химии. 2011. Т. 81. №. 7. С. 11-12.