Проекты

Синтез двойных ортофосфатов и ортованадатов гадолиния и исследование их свойств

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Прикладная химия, физическая химия» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Химия
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1553 имени В.И. Вернадского
Предметы: Химия
Классы: 11 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 2020 года

Актуальность

Двойные фосфаты редкоземельных элементов в настоящее время применяются в основном как оптические материалы, среди которых выделяют так называемые люминофоры – вещества, способные излучать поглощённую энергию в виде света. Параметры этого свечения зависят от различных факторов, в частности от окружения атомов элемента-люминофора. В связи с этим важно исследовать свойства матриц, пригодных для введения люминофора. Изучению одной из таких матриц и посвящена данная работа.

Цель

Синтез и исследование взаимоотношений в бинарной системе двойной ортофосфат – двойной ортованадат натрия-гадолиния.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Автоматический порошковый дифрактометр Bruker D8 Advance (CuKαср_излучение, λ = 1,5418, геометрия съёмки на отражение, интервал углов 2θ = 10–80°, шаг сканирования 0,0133°, чувствительность до 2 % примесной фазы)
  • Синхронный термоанализатор с платиновой печью STA 449 F1 Jupiter® фирмы Netzsch Geratebau GmbH (Германия)

Описание

Синтез осуществлялся двумя методами: твердофазным методом и методом золь-гель. Температуры отжига – 600º, 750º и 900 ºC.

Автором синтезированы однофазные образцы двойного ортофосфата и двойного ортованадата натрия-гадолиния, а также образцы промежуточного состава с содержанием двойного ортофосфата 15 %, 20 %, 40 %, 60 %, 80 % (твердофазным методом) и 15 %, 20 %, 40 %, 50 %, 85 %, 95 % (методом золь-гель).

Результаты работы / выводы

Установлены границы концентрационных областей устойчивости твёрдых растворов на основе двойного ортофосфата и двойного ортованадата натрия-гадолиния. Определено линейное уменьшение кристаллографических параметров и линейное увеличение температуры фазового перехода с ростом содержания двойного ортофосфата натрия-гадолиния в системе.

Перспективы использования результатов работы

Результаты работы могут быть использованы в дальнейших исследованиях матриц для введения люминесцентных элементов на основе двойных ортофосфатов РЗЭ.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

ИОНХ РАН, лаборатории термического анализа