Висмутатты қорғасын - Lead bismuthate

Қорғасын висмутаты бес валентті құрылымды құрайды.[1] Алты оттегі атомы висмуттың әр атомына сегіз қырлы түрде үйлестіріледі. Оттегі атомдарының жиектерін бөлу арқылы Би2O62− қабат пайда болады. Позитивті зарядталған қорғасын атомдары қабаттар арасында шашыраңқы, алты бұрышты бірлік жасуша түзеді, әр бұрышында қорғасын атомы болады.

Висмутатты қорғасын формуласымен суперөткізгіш болып табылады Pb(BiO3)2. соңғы жылдары ғана ашылды[қашан? ] табиғи жағдайда болмағандықтан зертханада. Қорғасын висмутаты иондық өзара әрекеттесулерден айтарлықтай өзгеше бес валентті құрылымды құрайды натрий висмутаты, бірақ стронций висмутатына ұқсас.[1] Құрылымда алты оттегі атомдары висмут пен қорғасын атомдарына сегіз қырлы түрде үйлеседі. Висмут және оттегі атомдары қайталанатын түзулер арқылы теріс зарядталған қабаттарды құрайды сегіздік геометрия. Одан кейін оң зарядталған қорғасын атомдары қабаттар ішінде бөлініп, алты бұрышты бірлік жасуша түзеді, әр бұрышында қорғасын атомы болады. Кристалдың тығыздығы 9,18 г / см құрайды3. Формуланың салмағы 233,99 г / моль.[1] Кристалдық құрылым бірлігінің көлемі 169,26 А құрайды3. Тор параметрлері (а) - 5,321 ангстрем.

Қолданады

Жартылай өткізгіш қасиеттері

Қорғасын висмутатының алғашқы табылған тәсілдерінің бірі оның а болу қабілеті болды жартылай өткізгіш. Электрондары аз металдан (р-типтегі допинг) азайтылған кезде ол өткізгіштік қабілетке ие. Оның өнімділік коэффициенті 0,2-ден 0,6-ға дейін артады.[2] Оны жартылай өткізгіш ретінде қолдану Биді араластыруды қамтиды2O3, PbO және SiO2, күн панельдерін бояуға салыңыз және бояумен жабыңыз. Үш химиялық заттардың әртүрлі еріткіштері мен құрамдары әр түрлі жартылай өткізгіштік тиімділікке ие болды.

Шыныдан жасалған қосымшалар

Қорғасын-висмутат ИҚ спектрлерінде кең өткізгіштік диапазонына ие.7 Ли қосқанда2Ли қалыптастыру үшін O2O- [Bi2O3-PbO], өткізгіштігі 10-15 микрометрден асып кетуі мүмкін. Жоғарыдағы суретте 30Li2O-35 [Bi2O3-PbO] шыны композициясының ИК спектрлері көрсетілген, оның құрамына 30 моль процент Li кіреді2О.[3]
Li-түзу үшін қорғасын висмутаты құрылымында әр түрлі моль концентрацияларын Li2O енгізіп2O- [Bi2O3-PbO] қорғасын висмутат әйнегінің өткізгіштік спектрін көрінетін шектерде және одан тыс арттыра алады.7 Суретте (а) 20, (b) 30, (c) 40, ( г) 50 және (е) Лидің 60 моль пайызы2О.[3]

Қорғасын висмут шыны өнеркәсіптік және электротехникалық секторда өте пайдалы болды. Висмутат қорғасын шыны тығыздығы 7,639-7,699 г / см аралығында3 және сыну көрсеткіші 2,47-2,9 шегінде.[1] Бірақ, ең бастысы, қорғасын висмут шыныда инфрақызыл (ИҚ) және ультрафиолет көрінетін толқын ұзындықтары бар ерекше үлкен өткізгіш терезесі бар.[4] Осыған байланысты қорғасын висмутатын спектрлік құрылғыларда қолдануға болады, мысалы, оптикалық ажыратқыштар мен фотониондық құрылғылар, инфрақызыл (ИҚ) және жылу сәулеленуіне сезімталдыққа негізделген анықтау жүйелері, лазерлік материалдар, оптикалық толқындар, талшықсыз сызбалар.[5] Өкінішке орай, қорғасын висмутаты шыны өздігінен пайда бола алмайды және оны жасау қиын. Қорғасын висмутаты шыны қалыптастыру процесінде балқитын болғандықтан, ол аз тұрақтылыққа ие және температура төмендеген сайын кристалдануға ұмтылып, аз мөлдір және жылтыр өнім жасайды.[2] Висмутаттың қорғасыны жоғары парамагниттік ион құрамы. Осылайша, қорғасын висмутаты Fe конденсаты немесе оксидті қоспа металл катионының концентрациясының жоғарылауымен бірге жүреді2O3, MnO немесе Gd2O3 қорғасын висмутатының тұрақтандыру эффектісі мен трансмиссия терезесін жоғарылатады, нәтижесінде шыны құрылымы кристалданған.[6] Мысалы, Лидің мольдік пайызын өзгерту2Li формуласымен қорғасын висмут шыныда2O- [Bi2O3-PbO] толқын ұзындығын ИҚ спектрлерінде 10-15 микрометрден және ультрафиолет-Вис спектрлерінде 420-450 нм-ден асыра алады.[3] Зерттеушілер қорғасын висмутатын жақсарту үшін, жіберілетін терезені одан да оптикалық қосымшаларға сай етіп кеңейтуде. Нақтырақ айтсақ, зерттеулер көрсеткендей, егер қорғасын висмутат стакандарын тұрақтандыру үшін жеткілікті мөлшерде барий мен мырыш оксидтерін қолданса, онда шыны тұрақтылығымен салыстырғанда инфрақызыл берілістің төмендеуі шамалы болады.[2] Алайда, бұл оксидтер тең емес және оларды бір-бірімен толығымен алмастыруға болмайды. Демек, олардың екеуі де инфрақызыл беріліс болып табылатын кристалдануды азайту және әйнектің тұрақтануын жақсарту үшін бірге болуы және қолданылуы керек.[2]

Органикалық ыдыратқыш қосымшалары

Қорғасын висмутаты фотокаталитикалық тұрғыдан белсенді. Оны көзге көрінетін жарық сәулелену кезінде органикалық қосылыстардың ыдырауы үшін қолдануға болады.[7] Бұл қоршаған орта мен суды тазарту мақсатында пайдалы. Алайда қорғасын висмутаты органикалық заттарды ыдыратуда басқа металл оксидтері немесе висмутаттар сияқты тиімді емес, өйткені оның валенттілігі кең және кішігірім саңылау бар.[7]

Ескертулер

  1. ^ а б c г. Кумада, Нобухиро; Миура, Акира; Такей, Такахиро; Яшима, Масатомо (2014). «SrBi2O6 бес валентті висмутаттың және қорғасын висмут оксидінің (Pb1 / 3Bi2 / 3) O1.4 кристалды құрылымдары». Азиялық керамикалық қоғамдар журналы. 2 (2): 150–153. дои:10.1016 / j.jascer.2014.02.002.
  2. ^ а б c г. АҚШ 3723141, Думбау, В., «Инфрақызыл трансмиссивті қорғасын висмутат көзілдірігі», 1973 жылы 27 наурызда шығарылды 
  3. ^ а б c Пан, А; Ghosh, A (2000-06-01). «Үлкен өткізгіш терезесі бар қорғасын-висмут шыныдан тұратын жаңа отбасы». Кристалл емес қатты заттар журналы. 271 (1): 157–161. дои:10.1016 / S0022-3093 (00) 00111-3. ISSN  0022-3093.
  4. ^ Кумада, Нобухиро; Сю, Нан; Миура, Акира; Такеи, Такахиро (2014). «Жаңа кальций мен қорғасын висмутаттарының дайындығы және фотокаталитикалық қасиеттері». Жапонияның керамикалық қоғамының журналы. 122 (1426): 509–512. дои:10.2109 / jcersj2.122.509. ISSN  1882-0743.
  5. ^ Лин, Х .; Пун, Е.Б.Б .; Чен, Дж .; Чжан, Ю. (1 наурыз 2008). «Сирек-жер ионымен қоспаланған қорғасынсыз және кадмийсіз висмутат көзілдірігі». Қолданбалы физика журналы. 103 (5): 056103. дои:10.1063/1.2891252. ISSN  0021-8979.
  6. ^ Саймон, С; Поп, R; Саймон, V; Coldea, M (1 желтоқсан 2003). «Құрамында S-күйіндегі парамагниттік иондары бар қорғасын-висмутат оксиді стакандарының құрылымдық және магниттік қасиеттері» (PDF). Кристалл емес қатты заттар журналы. 331 (1): 1–10. дои:10.1016 / j.jnoncrysol.2003.08.079. ISSN  0022-3093.
  7. ^ а б Такей, Такахиро; Харамото, Ри; Дун, Цян; Кумада, Нобухиро; Йонесаки, Йошинори; Киномура, Нобуказу; Мано, Такаюки; Нишимото, Шунсуке; Камешима, Йошиказу; Мияке, Мичихиро (1 тамыз 2011). «Көрінетін жарық сәулелену кезінде әр түрлі бес валентті висмутаттардың фотокаталитикалық белсенділігі» (PDF). Қатты күйдегі химия журналы. 184 (8): 2017–2022. дои:10.1016 / j.jssc.2011.06.004. ISSN  0022-4596.

Әдебиеттер тізімі