Новости химической науки > Оксид железа поддается легкому восстановлению

Международная команда исследователей из Японии и Франции получила новую слоистую форму оксида железа, способную найти применение в топливных ячейках и сенсорах. Новая форма получена в результате мягкого восстановления, с помощью которого в перспективе можно получать и другие необычные потенциально полезные кристаллические вещества.

В качестве исходного вещества для новой формы оксида железа Хироши Кагеяма (Hiroshi Kageyama) из Университета Киото использовал обычный смешанный оксид стронция-железа SrFeO_3-x. В кристаллах этого вещества атомы железа находятся в центре октаэдра, образованного шести атомами кислорода.

a) Кубический перовскит SrFeO₃. b) Слоистый SrFeO₂. Железо, стронций и кислород обозначены желтыми, синими и красными сферами соответственно. (Рисунок из Nature, 2007, 450, 1062)

Классический подход к восстановлению подобного рода соединений заключается в высокотемпературном использовании водорода. Однако такую реакцию сложно контролировать, и она приводит к полному удалению кислорода из системы.

Вместо водорода в качестве восстановителя был использован гидрид кальция при температуре всего в 280°C. В результате этого процесса SrFeO_3-x переходит в SrFeO₂ – новое соединение с практически бесконечными двумерными слоями атомов железа и кислорода, где каждый из атомов железа, располагается в центре квадрата, образованного четырьмя атомами кислорода.

Вернер Паулюс (Werner Paulus), один из авторов исследования, отмечает, что восстановление водородом приводит к образованию элементного железа. Метод, предложенный в новой работе, позволяет более или менее, но все же контролировать процесс восстановления. Конфигурация оксида железа, полученного в ходе работы, ранее не наблюдалась для оксидов железа и больше напоминает слоистую структуру кристаллической решетки сверхпроводящих оксидов меди.

Источник: Nature, 2007, 450, 1062 (DOI: 10.1038/nature06382)

метки статьи: #неорганическая химия, #новые материалы, #физическая химия, #химическая технология