Perovskiti
Il gruppo della perovskite è composto da ossidi misto di due metalli, che ha la formula chimica: ABO3.
Il metallo alcalino è rappresentato con il colore giallo, il metallo di transizione è in rosso, e l'ossigeno è in verde.
Questo gruppo di minerali prende il nome dal minerale della perovskite, il primo minerale ad essere scoperto. Di solito, il primo metallo è un metallo alcalino terroso (tipicamente il calcio), mentre il secondo è un metallo di transizione (tipicamente, il manganese o il silicio).
Alcuni materiali con struttura perovskitica potrebbero essere impiegati in futuro in alcuni pannelli fotovoltaici[1][2][3].
Proprietà
Alcune perovskiti possiedono importanti proprietà ferroelettriche, piezoelettriche, magnetiche, piroelettriche, optoelettroniche e di superconduttività.
Alcune perovskiti, contenenti manganese, sono buoni catalizzatori. Sono impiegati in alcune reazioni elettrochimiche. Ad esempio, sono impiegati nelle riduzioni della pericolosa anidride solforosa, e nella idrogenazione e idrogenolisi di alcuni idrocarburi. Sono anche impiegate come catalizzatori in alcune reazioni di combustione (per l'ossidazione del pericoloso monossido di carbonio).
Nella tabella seguente sono indicate le proprietà di alcune perovskiti:
| Composizione | Proprietà del materiale |
|---|---|
| CaTiO3 | dielettrico |
| BaTiO3 | ferroelettrico |
| Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 | ferroelettrico |
| Pb(Zr1-xTix)O3 anche PZT | piezoelettrico |
| (Ba1-xLax)TiO3 | semiconduttore |
| (Y1/3Ba2/3)CuO3-x | superconduttore; conduttore ionico O2- |
| NaxWO3 | conduttore misto (Na+, e-); elettrocromico |
| SrCeO3:H | conduttore protonico |
| RE TM O3-x | conduttore misto (O2-, e-) |
| Li0.5-3xLa0.5+xTiO3 | conduttore ionico Li+ |
Casi di perovskite
Nella tabella seguente sono riportati esempi di perovskiti con a fianco la rispettiva lunghezza del lato cella unitaria:
| Composto | Lunghezza lato cella unitaria (Å) |
|---|---|
| KNbO3 | 4.0 |
| SrTiO3 | 3.9 |
| KTaO3 | 4.0 |
| SrZrO3 | 4.1 |
| KIO3 | 4.4 |
| SrHfO3 | 4.1 |
| NaNbO3 | 3.9 |
| SrSnO3 | 4.0 |
| NaWO3 | 3.9 |
| SrThO3 | - |
| LaCoO3 | 3.8 |
| CsCaF3 | 4.5 |
| LaCrO3 | 3.9 |
| CsCdBr3 | 5.3 |
| LaFeO3 | 3.9 |
| CsCdCl3 | 5.2 |
| LaGaO3 | 3.9 |
| CsHgBr3 | 5.8 |
| LaVO3 | 4.0 |
| CsHgCl3 | 5.4 |
Sintesi
Le sintesi più comuni coinvolgono spesso processi di calcinazione o surriscaldamento di miscele di sali metallici. L'enorme interesse applicativo ha spinto la ricerca, non solo nella scoperta e caratterizzazione di nuove perovskiti sintetiche. ma anche di nuovi metodi di sintesi con differenti reagenti e catalizzatori, che ne rendano la produzione più economica sul piano industriale. L'ossido La0.8Sr0.2CoO3 (abbreviato in LSCO) è stato preparato utilizzando le proprietà di adsorbimento della cellulosa, testimoniando che la cellulosa potrebbe svolgere funzioni nell'omogeneità della soluzione di partenza. Durante la fase iniziale di pirolisi, la cellulosa è parzialmente ossidata e alcuni gruppi COO- appaiono nella struttura che si va formando, per essere poi rimpiazzati con l'adsorbimento degli ioni metallici. La costituzione della perovskite e le proprietà della polvere risultano essere significativamente influenzate dal tipo di matrice cellulosica (come la presenza di nitrato di cellulosa), dal rapporto quantitativo con i metalli, dalle condizioni di calcinazione; una produzione di biossido di carbonio non eluito nel tempo crea carbonato che rimane inglobato, mentre una calcinazione ad alta temperatura (> 800 °C) è necessaria per ottenere un maggior grado di purezza. Condizioni migliori per ottenere strutture nano-cristalline sono a temperature non inferiori ai 500 °C[4].
Note
Bibliografia
- Luis G. Tejuca, Properties and applications of perovskite-type oxides. 1993 New York: Dekker, 382. ISBN 0-8247-8786-2.
- Roger H. Mitchell, Perovskites modern and ancient. 2002 Thunder Bay, Ontario: Almaz Press, 318. ISBN 0-9689411-0-9.
Voci correlate
Altri progetti
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