XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Аннотация: Данная работа посвящена синтезу квазидвойных и квазитройных дихалькогенидов платины для последующего изучения валентного состояния и кристаллического окружения платины методом рентгеновской спектроскопии поглощения (XAS).

Дихалькогениды платины являются удобной модельной системой для изучения зарядового состояния платины в смешанных дихалькогенидах. Система удобна, так как были получены интересные, хорошо сходящиеся между собой данные по зарядовому состоянию платины в бинарных фазах PtO₂, PtS₂, PtSe₂, PtTe₂ [1].

Для исследования атомного строения веществ в химии применяют дифракционные методы исследования, наиболее распространенным среди этих методов является метод рентгеноструктурного анализа. Состав вещества, включая локальный удобно изучать с помощью рентгеноспектральных методов анализа, например, РСМА. Более тонкая структура вещества может быть изучена синхротронными методами исследования.

Для изучения фазовых отношений были подготовлены следующие ассоциации: Pt(Se_0.3S_0.7)₂, Pt(Se_0.7S_0.3)₂, Pt(Se_0.3Te_0.7)₂, Pt(Se_0.7Te_0.3)₂, Pt(Se_0.5Te_0.5)_2, Pt(S_0.3Te_0.7)₂, Pt(S_0.7Te_0.3)₂, Pt(Se_0.33S_0.33Te_0.33)_2. Синтез был проведен из отдельных элементов методом твердофазных реакций в вакуумированных ампулах из кварцевого стекла. В начале был произведен синтез необходимых нам навесок. После этого вещество было помещено в кварцевые ампулы, которые далее были вакуумированы с помощью вакуумного наноса и запаяны на кислородной горелке. Далее ампулы были помещены в горизонтальную печь сначала на неделю при 550°C, затем неделю при 800°C. Далее ампулы были извлечены, вещество перетерто и запаяно снова. После этого ампулы были помещены в печь на 550°С на два месяца.

Полученные образцы были запрессованы в эпоксидную смолу. Полученные эпоксидные шашки были изучены методом рентгенофлуоресцентного микроанализа (РСМА).

Далее были получены результаты и построена фазовая диаграмма (Рис.1) на которой стрелками указаны изначальные составы навесок. Точками обозначены данные микрозонда, каждый цвет- это отдельный образец. Серая область – это зона несмесимости (двухфазная область), белая- однофазная область. Так же, сделан вывод о фазовых составляющих полученных твердых растворах дихалькогенидов платины, проведена оценка зоны несмесимости.

Рис1. Фазовая диаграмма в квазитройной системе PtS₂-PtSe₂-PtTe₂ при 550°С. Стрелки- изначальные составы навесок. Точки- данные микрозонда. Каждый цвет –отдельный образец.

Вывод: В квазитройной системе PtS₂-PtSe₂-PtTe₂ при 550°С существует широкая зона несмесимости между практически чистыми PtS₂ и PtTe₂ и доходящая до квазитройных твердых растворов, содержащих до 40 – 50 % PtSe₂. Напротив, квазидвойные твердые растворы PtS₂-PtSe₂ и PtSe₂-PtTe₂, вероятно, существуют во всем интервале составов и могут растворять в себе достаточное количество третьего компонента. Подобное поведение объясняется небольшими различиями в параметрах решетки между PtS₂ и PtSe₂ и между PtSe₂ и PtTe₂, и, напротив, заметной разницей между PtS₂ и PtTe₂.

Список литературы:

[1] Evstigneeva, P. V., Trigub, A. L., Chareev, D. A., Nickolsky, M. S., & Tagirov, B. R. (2021). The Charge State of Pt in Binary Compounds and Synthetic Minerals Determined by X-ray Absorption Spectroscopy and Quantum Chemical Calculations. Minerals, 11(1), 79.

[2] Kullerud, G. Experimental techniques in dry sulfide research. In: Ulmer, G.C. (ed.) Research Techniques for High Pressure and High Temperature, Spinger-Verlag, New York, pp. 288-315 (1971)