на описати формулою (Bi 2 O 2) A n - 1 B n O 3n + 1.
Фази Діона-Якобсона були вперше синтезовані в 1981 р М. Дионом [2] і надалі досліджувалися під керівництвом А. Якобсона. Загальна формула цих сполук може бути записана як A [A n - 1 B n O 3 n +1], де А - лужний метал, а також деякі інші іони, наприклад, іони Ca, Tl, NH 4; А - лужноземельний або рідкоземельні елемент; B - п'ятивалентні атом, найчастіше тантал, ніобій, можливий титан. У структурі подібних сполук шари зі структурою перовскіту розділені між собою шарами, в яких знаходяться лише катіони металів, як правило, лужних або лужноземельних, причому на одну структурну одиниці припадає один катіон А.
1.1.2 Структура шаруватого оксиду K 2 La 2 Ti 3 O 10
Рис. 4 Структура K 2 La 2 Ti 3 O 10
K 2 La 2 Ti 3 O 10 є тришаровим перовскітоподобним оксидом, що належать до фаз Раддлесдена-Поппера, тобто складається з набору перовскітним шарів товщиною в 3 тітанкіслородних октаедра, чергуються з шарами іонів калію K + зі структурою кам'яної солі (рис. 4). Катіони лантану знаходяться в 12-координованих позиціях в центрі перовскітним структури, при цьому перовскітним шари La 2 Ti 3 O 10 зміщені відносно один одного на? вздовж напрямку (110). Параметр кристалічної решітки з для K 2 La 2 Ti 3 O 10, згідно з розрахунками, заснованим на рентгенограмі цього з'єднання, становить 2,98 нм, а =0,39 нм [3]. У таблиці 1 представлені координати атомів в цій структурі.
Таблиця 1. Координати атомів у структурі K 2 La 2 Ti 3 O 10.
Координати атомовKLaTi(1)Ti(2)O(1)O(2)O(3)O(4)x0,00,00,00,00,00,00,00,0y0,00,00,00,00,50,00,50,0z0,290,430,00,140,00,060,130,20
.2 Процеси інтеркаляції в шаруватому оксиді K 2 La < b align="justify"> 2 Ti 3 O 10
Інтеркаляція - це оборотне впровадження молекули в межслоевое простір іншої речовини. На малюнку 5 представлений цей процес на прикладі інтеркаляції води в межслоевое простір K 2 La 2 Ti 3 O 10. Впровадження молекул води супроводжується зміщенням перовскітним шарів щодо початкового положення [4] і збільшенням параметра кристалічної решітки з [5]. На одну формульну одиницю K 2 La 2 Ti 3 O 10 при цьому за різними даними доводиться 1 [6,9,10] або 2 [3,5] молекули води.
Рис. 5 Схема інтеркаляції молекул води в межслоевое простір K 2 La 2 Ti 3 O 10.
Якщо попередньо замістити іони калію в K 2 La 2 Ti 3 O 10 на іони водню, то такий шаруватий оксид здатний інтеркальованого органічні основи. У роботі [6] проводилося впровадження іонів 5,10,15,20-тетракіс (N-метилпіридин - 4-іл) - 21Н, 23Н-порфина (TMPyP 4+) в межслоевое простір K 2 La 2 Ti 3 O 10. Початкове з'єднання було синтезовано по керамічній методикою і оброблено соляною кислотою (3 рази вимочувалося по 24 ч в 2 М HCl) з метою отримання H 2 La 2 Ti 3 O 10. За допомогою кислотно-основної реакції з пропіламін спочатку в межслоевое простір були введені іони n-PrNH 3 + (речовина витримувалося 50% водному розчині пропіламіну протягом 3 тижнів). Отриманий в результаті (PrNH 3 +) x H 2-x La 2 Ti 3 O 10 промивали спиртом і містився у водний розчин TMPyP 4+, концентрацією 3 ммоль/л, на два тижні при 50 ° С. Потім продукт реакції промивають водою до тих пір, поки в фільтраті не перестав виявлятися TMPyP 4+, який адсорбувався на поверхні шаруватого оксиду. Після цього (TMPyP 4+) x H 2-4x La 2 Ti 3 O 10 був диспергирован воді ультразвуком і завдано на кварцову підкладку з метою отримання оптично прозорою тонкої плівки для вивчення структури з'єднання. Елементний аналіз показав, що іонний обмін між H 2 La 2 Ti 3 O 10 і TMPyP 4+ пройшов на 14%, таким чином, формула отриманого шаруватого оксиду: (TMPyP 4+) 0,07 H 1,72 La 2 Ti 3 O 10 * 1,3H 2 O. Було розраховано відстань між найближчими інтеркальованого молекулами порфірину, воно склало 2,08 нм і показано, що катіони TMPyP 4+, перебуваючи між перовскітним шарами [La 2 Ti 3 O 10] 2-, нахилені під кутом 58 °.
Однак існують дані, що спростовують можливість інтеркаляції органічних підстав в межслоевое простір H x K 2-x La 2 Ti 3 O 10 [8,9]. Це може бути викликано наступними причинами. Хоча Інтеркаляція проводиться в з'єднання з передбачуваної формулою H 2 La 2 Ti 3 O 10, в роботі [6] з дифрактограми отриманого ...
