to achieve electric neutrality, this is compensated by substitution of ОН

-

 for О

2-

 in the 

anionic part of zirconium dioxide structure. This assumption is also confirmed by the 
data obtained for ZrO

2

 with СеО

2

 additive. 

To check the assumption for presence of bridge-type OH groups in ZrO

2

 with Sc 

additive static NMR of 

45

Sс nuclei spectra were recorded (Fig. 4). 

 

 
 

Figure 4. NMR 

45

Sc spectra of Zr

0,92

Sc

0,08

O(OH)

0,5

 nН

2

О samples 

calcined at temperatures,

 о

С: 1 – 20; 2 – 150; 3 – 400; 4 – 700; 5 – 900 

 
Spectrum of the original sample is made up of a single component with width at 

half height ∆ν

1/2

-226-ppm shifted towards high frequencies area at δ =126 ppm relative 

to Larmor frequency (97.199 MHz) (Fig. 4). Calcination of the sample at temperatures 
150, 400 and 700°C i.e. at temperatures when surface water, pore water and OH groups 
are practically completely separated proved the following: when heated up to 1200°C 
the parameters of the narrow component remained practically unchanged and in the 
spectrum of the sample calcined at 150°C, first, broader (-1000 ppm) component is 
identified which intensity relative to the narrow component increased along with 
temperature increasing and was 1:2 at 700°C and remained unchanged up to 1200°C 
(Fig. 4). Its breadth increased to 3000 ppm while heating to 700°C and remained 
unchanged during further heating. Further increase in calcination temperature has not 
revealed marked changes in NMR 

45

Sс spectrum. Annealing at 700° C led to shifting 

of the broad component into high frequencies area at δ =500 ppm. Further calcination 
showed practically no changes in chemical shift.  

The obtained NMR 

45

Sс spectra in ZrO

2

 connected with central lines, are specified 

by two nonequivalent positions of scandium ions.  

Comparing NMR data on protons and scandium (Fig. 5) the narrow component in 

scandium spectrum can be rated among purely oxygen environment of these ions inside 
ZrO

2

 crystal structure. This follows from the fact that heating to 1200°C does not effect 

∆ν, ppm 

- 1406 -