Журнал неорганической химии, 2020, T. 65, № 7, стр. 894-902

Направленный синтез ультрадисперсных индивидуальных и биметаллических оксидов циркония и гафния методом сверхкритического антисольвентного осаждения

Д. В. Дробот a, Е. Е. Никишина a*

a МИРЭА – Российский технологический университет, институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова
119571 Москва, пр-т Вернадского, 86, Россия

* E-mail: helena_nick@mail.ru

Поступила в редакцию 12.12.2019
После доработки 26.02.2020
Принята к публикации 28.02.2020

Аннотация

Разработан метод синтеза моно- и биметаллических оксидов циркония и/или гафния методом сверхкритического антисольвентного осаждения. Оксиды синтезированы с помощью лабораторной системы диспергирования, в качестве предшественников применены алкоксиды (пропоксид циркония, бутоксид гафния) и ацетилацетонат циркония. Во всех экспериментах получен порошок белого цвета, представляющий собой аморфную фазу состава MO2 · mH2O · nCxHyOz (M = Zr, Hf). Методами дифференциального термического и рентгенофазового анализа исследованы синтезированные фазы и продукты их термолиза (моно- и биметаллические диоксиды циркония и/или гафния). Методами оптической и электронной микроскопии и динамического рассеяния света измерен размер частиц, исследована их морфология. Показано, что частицы синтезированных оксидов имеют сферическую форму, а их размер зависит от мольного отношения компонентов исходного раствора. Согласно данным электронной микроскопии, отожженные образцы имеют меньший размер частиц по сравнению с исходными образцами.

Ключевые слова: сверхкритическое антисольвентное осаждение, синтез

DOI: 10.31857/S0044457X20070065

Список литературы

  1. Wang J. // J. Mater. Sci. 1992. V. 27. № 20. P. 5397. https://doi.org/10.1007/BF00541601

  2. Wang Y., Zahid F., Wang J., Guo H. // Phys. Rev. B. 2013. V. 85. № 22. P. 224110. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.85.224110

  3. Simoncic P., Navrotsky A. // J. Am. Ceram. Soc. 2007. V. 90. № 7. P. 2143. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2007.01678.x

  4. Никишина Е.Е., Лебедева Е.Н., Дробот Д.В. // Тонкие химические технологии. 2018. Т. 13. № 5. С. 30. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2018-13-5-30-37

  5. Lowther J.E., Dewhurst J.K., Leger J.M., Haines J. // Phys. Rev. 1999. V. 60. № 21. P. 14485. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.60.14485

  6. Folomeikin Yu.I., Karachevtsev F.N., Stolyarova V.L. // Russ. J. Inorg. Chem. 2019. V. 64. № 7. P. 934. [Фоломейкин Ю.И., Карачевцев Ф.Н., Столярова В.Л. // Журн. неорган. химии. 2019. Т. 64. № 7. С. 774.] https://doi.org/10.1134/S0036023619070088

  7. Aribi K., Ghelamallah M., Bellifa A. et al. // J. Struct. Chem. 2018. V. 59. № 2. P. 474. [Aribi K., Ghelamallah M., Bellifa A. et al. // Журн. структур. химии. 2019. Т. 59. № 2. С. 486.] https://doi.org/10.1134/S0022476618020312

  8. Петрунин В.Ф. Способы получения нанопорошка диоксида циркония. Пат. России № 2404125. 2010. Бюл. изобр. № 32.

  9. Глушкова В.Б., Кравчинская М.В., Кузнецов А.К., Тихонов П.А. Диоксид гафния и его соединения с оксидами редкоземельных элементов. Л.: Наука, Ленингр. отд-ние, 1984. 176 с.

  10. Tret'yakov Yu.D., Oleinikov N.N., Vertegel A.A. // Russ. J. Inorg. Chem. 1996. V. 41. № 6. P. 896. [Третьяков Ю.Д., Олейников Н.Н., Вертегел А.А. // Журн. неорган. химии. 1996. Т. 41. № 6. С. 896.]

  11. Попов В.В. Образование и эволюция оксидных наносистем, полученных гидролитической поликонденсацией: Дис. … д-ра хим. наук. М., 2011. 403 с.

  12. Courtin E., Boy P., Rouhet C. et al. // Chem. Mater. 2012. № 24. P. 4540. https://doi.org/10.1021/cm302177s

  13. Suciu C., Hoffmann A.C., Kosinski P. // J. Mater. Proc. Tech. 2008. V. 202. № 1–3. P. 316. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2007.09.009

  14. Алешин Д.К., Сотников С.Г., Карташов В.В. // Энергосберегающее оборудование и экологически безопасные производства: тез. докл. Междунар. научн. конф. Иваново, 2004. Т. 2. С. 77.

  15. Komarneni S., Li Q., Stefansson K.M., Roy R. // J. Mater. Res. 1993. V. 8. № 12. P. 3176. https://doi.org/10.1557/JMR.1993.3176

  16. Khollam Y.B., Deshpande A.S., Patil A.J. et al. // Mater. Chem. Phys. 2001. V. 71. № 3. P. 235. https://doi.org/10.1016/S0254-0584(01)00287-5

  17. Коленько Ю.В. Синтез нанокристаллических материалов на основе диоксида титана с использованием гидротермальных и сверхкритических растворов: Дис. … канд. хим. наук. М., 2004. 161 с.

  18. Третьяков Ю.Д., Путляев В.И. Введение в химию твердофазных материалов. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2006. 400 с.

  19. Anselmi-Tamburini U., Arimondi M., Maglia F. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 1998. V. 81. № 7. P. 765. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1998.tb02546.x

  20. Паренаго О., Покровский О., Устинович К. // Наноиндустрия. 2013. Т. 5. № 43. С. 62.

  21. Aymonier C., Loppinet-Serani A., Reverón H. et al. // J. Supercrit. Fluids. 2006. V. 38. № 2. P. 242. https://doi.org/10.1016/j.supflu.2006.03.019

  22. Reverchon E., Adami R. // J. Supercrit. Fluids. 2006. V. 37. № 1. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.supflu.2006.03.019

  23. Дробот Д.В., Смирнова К.А., Куликова Е.С., Мусатова В.Ю. // Цветные металлы. 2016. № 11. С. 59. https://doi.org/10.17580/tsm.2016.11.06

  24. Tao Y., Pescarmona P.P. // Catalysis. 2018. V. 8. № 5. P. 212. https://doi.org/10.3390/catal8050212

  25. Zhang X., Heinonen S., Levanen E. // RSC Advances. 2014. V. 105. P. 61137. https://doi.org/10.1039/C4RA10662H

  26. Kulikov K.G., Koshlan T.V. // Techn. Phys. 2015. V. 60. № 12. P. 1758. [Куликов К.Г., Кошлан Т.В. // Журн. техн. физики. 2015. Т. 85. № 12. С. 26.] https://doi.org/10.1134/S1063784215120099

  27. Залепугин Д.Ю., Тилькунова Н.А., Чернышова И.В., Поляков В.С. // Сверхкритические флюиды: теория и практика. 2006. Т. 1. № 1. С. 27.

  28. McDaniel L.H., Taylor L.T. // J. Chromatogr. A. 1999. V. 858. № 2. P. 201. https://doi.org/10.1016/s0021-9673(99)00818-3

  29. Sui R., Charpentier P. // Chem. Rev. 2012. № 112. P. 3057. https://doi.org/10.1021/cr2000465

  30. Sui R., Rizkalla A.S., Charpentier P.A. // Langmuir. 2006. V. 22. № 9. P. 4390. https://doi.org/10.1021/la053513y

  31. Смирнова К.А. Синтез и свойства ультрадисперсных и наноразмерных оксидов и сложнооксидных фаз на основе ниобия и тантала: Автореф. … дис. канд. хим. наук. М., 2017. 26 с.

  32. Hoebbel D., Reinert T., Schmidt H., Arpac E. // J. Sol-Gel Sci. Technol. 1997. V. 10. № 2. P. 115. https://doi.org/10.1023/A:1018305811088

  33. Kurapova O.Yu., Konakov V.G. // Rev. Adv. Mater. Sci. 2014. № 36. № 2. P. 177.

  34. Zhang F., Chupas P.J., Lui S.L.A. et al. // Chem. Mater. 2007. V. 19. № 13. P. 3118. https://doi.org/10.1021/cm061739w

Дополнительные материалы отсутствуют.