The structure of protonated oxides-photocatalysts with perovskite-like layered structures of H2R2Ti3O10 type

Abstract

В работе исследуется структура частично протонированных H1.25Rb0.75Nd2Ti3O10(бета-фаза), HRbNd2Ti3O10(альфа-фаза) и протонированных H2Nd2Ti3O10, H2La2Ti3O10 перовскитоподобных слоистых оксидов, которые обладают фотокаталитическими свойствами. Исходные соединение Rb2Nd2Ti3O10 и K2Ln2Ti3O10 были получены твердофазным синтезом, а их протонированные формы с помощью ионного обмена при контакте с водой и водными растворами кислот. Для исследования была использована порошковая дифрактометрия, а непосредственно анализ полученных дифрактограмм осуществлялся с помощью пакета FullProf методами Le Bail и Ритвельда. В результате обработки были установлены параметры решётки и сингонии частично протонированных соединений: для бета-фазы - тетрагональная, для альфа-фазы - ромбическая. Из профиля дифрактограмм полностью протонированных структур был сделан вывод об их неустойчивости, т.к. имеется набор широких пиков, не поддающихся описанию. Помимо этого, для образца H1.25Rb0.75Nd2Ti3O10 была полностью расшифрована структура и определено место в ней под молекулы воды. В случае соединения HRbNd2Ti3O10 метод Ритвельда не был успешно реализован из-за отсутствия подходящей группы симметрии, но была предложена модель возможной структуры на основе параметров решётки, сингонии и химической формулы.

In the article the structure of partially protonated H1.25Rb0.75Nd2Ti3O10 (beta-phase), HRbNd2Ti3O10 (alpha-phase) and protonated H2Nd2Ti3O10, H2La2Ti3O10 perovskite-like layered oxides, which have photocatalytic properties, is studied.The initial compounds Rb2Nd2Ti3O10 and K2Ln2Ti3O10 were obtained by solid phase synthesis, and their protonated forms were received by ion exchange upon contact with water and aqueous solutions of acids. Powder diffractometry was used for the study, and the analysis of the obtained diffraction patterns was carried out with the FullProf package by the Le Bail fit and Rietveld refinement. As a result, the crystal systems and the lattice parameters of partially protonated compounds were established: for the beta-phase - tetragonal, for the alpha-phase - orthorhombic. From the profile of the diffraction patterns of fully protonated structures, it was concluded that they are unstable, since There is a set of wide peaks that can not be described. In addition, for the sample H1.25Rb0.75Nd2Ti3O10 the structure was completely deciphered and the place in it for the water molecules was determined. In the case of the compound HRbNd2Ti3O10, the Rietveld refinement was not successfully realized because of the absence of an appropriate symmetry group, but a model of a possible structure based on the lattice parameters, the crystal system, and the chemical formula was proposed.