HIGH-TEMPERATURE SYNTHESIS OF PROTON-ELECTRON CONDUCTORS BASED ON LANTHANUM TUNGSTATE La6WO12 AND MOLYBDATE La6MoO12 FROM MECHANICALLY ACTIVATED OXIDES

Abstract

Аннотация – Методами РФА и КР-спектроскопии исследованы вольфраматы (La6WO12, La5.5WO11.25) и молибдаты (La5.5MoO11.25, La5.8Zr0.2MoO12.1) лантана – практически важные материалы для электролитов протонпроводящих твердооксидных топливных элементов и протонпроводящих мембран. Молибдаты и вольфраматы лантана синтезированы с использованием метода механической активации оксидов с последующим отжигом при высоких температурах 1600 и 1650°C. Практически однофазные материалы La6WO12 и La5.5WO11.25  со структурой двойного флюорита были получены при 1650°C в течение 3 ч. После отжига при более низкой температуре (1600°C) материалы номинального состава La6WO12  и La5.5WO11.25 - двухфазные и содержат примесь La2O3 (~5%). Ромбоэдрические молибдаты La5.5MoO11.25 и La5.8Zr0.2MoO12.1 являются однофазными материалами в температурном интервале 1600–1650°C. Согласно смешанным КР-люминесцентным спектрам, наиболее разупорядоченными с позиции молекулярной структуры являются высокопроводящие вольфраматы лантана (La6WO12, La5.5WO11.25) , полученные при 1600 и 1650°C. Abstract – X-ray diffraction and Raman spectroscopy study of lanthanum tungstates (La6WO12, La5.5WO11.25) and molybdates (La5.5MoO11.25, La5.8Zr0.2MoO12.1) has been performed taking into account the fact that these ceramic materials are practically important for applying as electrolytes for solid oxide fuel cells (SOFCs) and proton conducting membranes. Lanthanum molybdates and tungstates have been synthesized using a procedure for mechanical activation of oxides followed by annealing at high temperatures, i.e. 1600 and 1650°C. Substantially single-phase materials La6WO12 and La5.5WO11.25 with a double fluorite structure have been obtained at 1650°C within 3 h. The products annealed at a lower temperature (1600°C) with a nominal composition of La6WO12 and La5.5WO11.25 are characterized by two-phase structure and the presence of an admixture of La2O3 (~5%). Lanthanum molybdates La5.5MoO11.25 and La5.8Zr0.2MoO12.1 synthesized in the temperature range of 1600-1650°C are shown to have rhombohedral single-phase structure. According to mixed Raman-luminescence spectra, the high-conducting lanthanum tungstates (La6WO12, La5.5WO11.25) synthesized at 1600 and 1650°C are found to be the most disordered ones from the viewpoint of their molecular structure.