当前位置：
X-MOL 学术
›
Chem. Mater.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Trihalide Mixing by Size-Flexible H– Ions in Layered Ba2H3 (Cl, Br, I)
Chemistry of Materials ( IF 7.2 ) Pub Date : 2022-06-08 , DOI: 10.1021/acs.chemmater.2c01004 Hiroki Ubukata 1 , Fumitaka Takeiri 2, 3 , Cédric Tassel 1 , Shintaro Kobayashi 4 , Shogo Kawaguchi 4 , Takashi Saito 5, 6, 7 , Takashi Kamiyama 5 , Shunsuke Kobayashi 8 , Genki Kobayashi 2, 3 , Hiroshi Kageyama 1
Chemistry of Materials ( IF 7.2 ) Pub Date : 2022-06-08 , DOI: 10.1021/acs.chemmater.2c01004 Hiroki Ubukata 1 , Fumitaka Takeiri 2, 3 , Cédric Tassel 1 , Shintaro Kobayashi 4 , Shogo Kawaguchi 4 , Takashi Saito 5, 6, 7 , Takashi Kamiyama 5 , Shunsuke Kobayashi 8 , Genki Kobayashi 2, 3 , Hiroshi Kageyama 1
Affiliation
|
According to the Hume-Rothery rule, anions with a large difference in ionic radii, for example, chloride and iodide anions, cannot form solid solutions. In this study, we demonstrate that Ba2H3X (X = Cl, Br, or I) with the anti-Li3LaSb2-type structure, recently discovered to exhibit excellent hydride conductivity at low temperatures, can afford a trihalide solid solution containing a substantial amount of each halogen (e.g., Ba2H3Cl0.40Br0.35I0.25). The systematic study using Rietveld analysis and pair distribution function (PDF) analysis of synchrotron X-ray diffraction data revealed a significant deviation of the local structure from the average structural model for the solid solutions with fixed average radius but different size variances of X– anions. Analysis based on a triphasic model indicates that size-flexible H– anions play an important role in the formation of trihalide solid solutions, i.e., depending on the type of X, the HBa6 octahedron locally changes its size to accommodate the neighboring XBa6 octahedron. The chemical disorder in the hydride layer induced by the halide mixing reduces the activation barrier of the H– conduction, which is important for lowering operating temperatures. This study opens up the possibility to significantly expand the compositional space of anionic solid solutions by including hydride anion toward exploring novel functions.
中文翻译：
层状 Ba2H3 (Cl, Br, I) 中大小灵活的 H– 离子混合三卤化物
根据休谟-罗瑟里定律，离子半径差异较大的阴离子，例如氯离子和碘离子，不能形成固溶体。在这项研究中，我们证明了具有反-Li 3 LaSb 2型结构的 Ba 2 H 3 X (X = Cl、Br 或 I) ，最近发现在低温下表现出优异的氢化物电导率，可以提供三卤化物固体含有大量每种卤素的溶液（例如，Ba 2 H 3 Cl 0.40 Br 0.35 I 0.25）。对同步加速器 X 射线衍射数据使用 Rietveld 分析和对分布函数 (PDF) 分析的系统研究表明，对于具有固定平均半径但 X阴离子尺寸差异不同的固溶体，局部结构与平均结构模型存在显着偏差. 基于三相模型的分析表明，尺寸灵活的 H -阴离子在三卤化物固溶体的形成中起着重要作用，即根据 X 的类型，HBa 6 八面体局部改变其尺寸以适应相邻的XBa 6八面体. 由卤化物混合引起的氢化物层中的化学无序降低了 H 的活化势垒-传导，这对于降低工作温度很重要。本研究通过将氢化物阴离子引入探索新功能，为显着扩展阴离子固溶体的组成空间开辟了可能性。
更新日期：2022-06-08
中文翻译：
层状 Ba2H3 (Cl, Br, I) 中大小灵活的 H– 离子混合三卤化物
根据休谟-罗瑟里定律，离子半径差异较大的阴离子，例如氯离子和碘离子，不能形成固溶体。在这项研究中，我们证明了具有反-Li 3 LaSb 2型结构的 Ba 2 H 3 X (X = Cl、Br 或 I) ，最近发现在低温下表现出优异的氢化物电导率，可以提供三卤化物固体含有大量每种卤素的溶液（例如，Ba 2 H 3 Cl 0.40 Br 0.35 I 0.25）。对同步加速器 X 射线衍射数据使用 Rietveld 分析和对分布函数 (PDF) 分析的系统研究表明，对于具有固定平均半径但 X阴离子尺寸差异不同的固溶体，局部结构与平均结构模型存在显着偏差. 基于三相模型的分析表明，尺寸灵活的 H -阴离子在三卤化物固溶体的形成中起着重要作用，即根据 X 的类型，HBa 6 八面体局部改变其尺寸以适应相邻的XBa 6八面体. 由卤化物混合引起的氢化物层中的化学无序降低了 H 的活化势垒-传导，这对于降低工作温度很重要。本研究通过将氢化物阴离子引入探索新功能，为显着扩展阴离子固溶体的组成空间开辟了可能性。
京公网安备 11010802027423号