Russian Journal of Inorganic ChemistryRussian Journal of Inorganic ChemistryЖурнал неорганической химии0044-457X3034-560XThe Russian Academy of Sciences66525110.31857/S0044457X22602383SODSESСИНТЕЗ И СВОЙСТВА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙUnknownA New Approach to Prepare LuFeMgO4Новый подход к получению LuFeMgO4SmirnovaM. N.СмирноваМ. Н.smirnovamn@igic.ras.ruKondrat’evaО. N.КондратьеваО. Н.smirnovamn@igic.ras.ruNikiforovaG. E.НикифороваГ. Е.smirnova_macha1989@mail.ruKhoroshilovA. V.ХорошиловА. В.gavrich@igic.ras.ruKurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of SciencesИнститут общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАНKurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of SciencesИнститут общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук0105202368558158826022025Copyright ©; 2023, М.Н. Смирнова, О.Н. Кондратьева, Г.Е. Никифорова, А.В. ХорошиловCopyright ©; 2023, М.Н. Смирнова, О.Н. Кондратьева, Г.Е. Никифорова, А.В. Хорошилов2023М.Н. Смирнова, О.Н. Кондратьева, Г.Е. Никифорова, А.В. ХорошиловМ.Н. Смирнова, О.Н. Кондратьева, Г.Е. Никифорова, А.В. Хорошиловhttps://transsyst.ru/0044-457X/article/view/665251

A new method for the production of LuFeMgO4 based on the combustion reaction of a gel-like precursor prepared from metal nitrates and fossil fuels has been proposed. The possibility to prepare this oxide from stoichiometric compositions of metal nitrates with polyvinyl alcohol (PVA) and glycine has been studied. The adiabatic combustion temperatures Tad have been estimated for the systems under consideration. The combustion products of PVA-nitrate and glycine-nitrate compositions before and after their heat treatment have been studied using X-ray diffraction analysis and IR spectroscopy. It has been established that the combustion reaction products of the PVA-nitrate composition are an X-ray amorphous powder, while those of the glycine-nitrate composition are a mixture of nanocrystalline oxides containing 52.5 wt % LuFeMgO4. According to X-ray diffraction and SEM data, 4-h annealing of this mixture at 1300°C leads to the formation of a single-phase LuFeMgO4 powder with a layered microstructure and a grain size of about 1–2 μm.

Предложен новый способ получения LuFeMgO4, основанный на реакции горения гелеобразного прекурсора, приготовленного из нитратов металлов и органического топлива. Исследована возможность получения этого оксида из стехиометрических композиций нитратов металлов с поливиниловым спиртом (ПВС) и глицином. Для рассматриваемых систем выполнена оценка адиабатических температур горения Tad. Продукты горения ПВС- и глицин-нитратных композиций до и после их термической обработки изучены с помощью РФА и ИК-спектроскопии. Установлено, что продукты реакции горения ПВС-нитратной композиции представляют собой рентгеноаморфный порошок, а глицин-нитратной – смесь нанокристаллических оксидов, содержащую 52.5 мас. % LuFeMgO4. По данным РФА и РЭМ, четырехчасовой отжиг этой смеси при 1300°C приводит к получению однофазного порошка LuFeMgO4 со слоистой микроструктурой и размером зерна около 1–2 мкм.

LuFeMgO4gel combustion methodpolyvinyl alcoholglycineadiabatic combustion temperatureLuFeMgO4метод сжигания геляполивиниловый спиртглицинадиабатическая температура горенияKimizuka N., Takayama E. // J. Solid State Chem. 1981. V. 40. P. 109. https://doi.org/10.1016/0022-4596(81)90368-6Wiedenmann A., Gunsser W., Rossat-Mignod J. et al. // J. Magn. Magn. Mater. 1983. V. 31–34. P. 1442. https://doi.org/10.1016/0304-8853(83)90962-9Ikeda N., Kohn K., Himoto E. et al. // J. Phys. Soc. Jpn. 1995. V. 64. P. 4371. https://doi.org/10.1143/JPSJ.64.4371Todate Y., Kikuta C., Himoto E. et al. // J. Phys.: Condens. Matter. 1998. V. 10. P. 4057. https://doi.org/10.1088/0953-8984/10/18/015Tanaka M., Siratori K., Kimizuka N. et al. // J. Phys. Soc. Jpn. 1984. V. 53. P. 4113. https://doi.org/10.1143/JPSJ.53.4113Qin Y., Wang Z., Chen X.M. et al. // J. Appl. Phys. 2010. V. 108. P. 084111. https://doi.org/10.1063/1.3500309Tanaka M., Himoto E., Todate Y. et al. // J. Phys. Soc. Jpn. 1995. V. 64. P. 2621. https://doi.org/10.1143/JPSJ.64.2621Todate Y., Ohnishi N., Tanaka M. et al. // Hyperfine Interact. 1997. V. 104 P. 375. https://doi.org/10.1023/A:1012689507474Iida J., Takekawa Sh., Kimizuka N. et al. // J. Cryst. Growth. 1990. V. 102. P. 398. https://doi.org/10.1016/0022-0248(90)90397-4Todate Y., Himoto E., Kikuta C. et al. // Phys. Rev. B. 1998. V. 57. P. 485. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.57.485Lackner M. Combustion Synthesis: Novel Routes to Novel Materials. Bentham Science Publishers Ltd., 2010.Kondrat'eva O.N., Smirnova M.N., Nikiforova G.E. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2021. V. 41. P. 6559. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.05.063Kondrat'eva O.N., Smirnova M.N., Nikiforova G.E. et al. // Ceram. Int. 2023. V. 49. P. 179. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.08.326Kondrat'eva O.N., Nikiforova G.E., Shevchenko E.V. et al. // Ceram. Int. 2020. V. 46. № 4. P. 11390. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.01.169Smirnova M.N., Glazkova I.S., Nikiforova G.E. et al. // Nanosyst.: Phys. Chem. Math. 2021. V. 12. P. 210. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2021-12-2-210-217Popkov V.I., Martinson K.D., Kondrashkova I.S. et al. // J. Alloys Compd. 2022. V. 859. Article 157812. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157812Carlos E., Martins R., Fortunato E. et al. // Chem. Eur. J. 2020. V. 26. P. 9099. https://doi.org/10.1002/chem.202000678Khaliullin Sh.M., Zhuravlev V.D., Bamburov V.G. et al. // J. Sol-Gel Sci. Technol. 2020. V. 93. P. 251. https://doi.org/10.1007/s10971-019-05189-8Chick L.A., Pederson L.R., Maupin G.D. et al. // Mater. Lett. 1990. V. 10. P. 6. https://doi.org/10.1016/0167-577X(90)90003-5Smirnova M.N., Kop’eva M.A., Nipan G.D. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. P. 978. https://doi.org/10.1134/S0036023622070221Zhuravlev V.D., Dmitriev A.V., Vladimirova E.V. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66 P. 1895. https://doi.org/10.1134/S0036023621120226Patil K.C., Hedge M.S., Rattan T., Aruna S.T. Chemistry of Nanocrystalline Oxide Materials: Combustion Synthesis, Properties and Applications, 1st ed., Singapore: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., 2008.http://www.chem.msu.ru/cgi-bin/tkv.pl?show=welcome.htmlDorofeeva O.V., Ryzhova O.N. // J. Chem. Thermodynamics. 2009. V. 41. P. 433. https://doi.org/10.1016/j.jct.2008.12.001He Z., Xia Z., Hu J. et al. // J. Polym. Res. 2019. V. 26. Article 219. https://doi.org/10.1007/s10965-019-1894-2Varma A., Mukasyan A.S., Rogachev A.S. et al. // Chem. Rev. 2016. V. 116. P. 14493. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.6b00279Barin I. Thermochemical Data of Pure Substances, third ed., VCH Verlagsgesellschaft mbH, 1995.Larkin P. Infrared and Raman Spectroscopy: Principles and Spectral Interpretation. Amsterdam: Elsevier, 2011.Chukanov N.V., Chervonnyi A.D. Infrared Spectroscopy of Minerals and Related Compounds. Switzerland: Springer International Publishing, 2016.Кондратьева О.Н., Смирнова М.Н., Никифорова Г.Е. // XI Конференция молодых ученых по общей и неорганической химии: Тез. докл. конф. М., 2021. 312 с.Lisnevskaya I.V., Bobrova I.A., Lupeiko T.G. // J. Magn. Magn. Mater. 2016. V. 397. P. 86. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2015.08.084