Журнал неорганической химии, 2020, T. 65, № 7, стр. 880-887

Синтез и ионоселективные свойства (NH4)xV2O5 · nH2O

Н. В. Подвальная a*, Г. С. Захарова a

a Институт химии твердого тела УрО РАН
620990 Екатеринбург, ул. Первомайская, 91, Россия

* E-mail: podnat@inbox.ru

Поступила в редакцию 16.12.2019
После доработки 31.01.2020
Принята к публикации 27.02.2020

Аннотация

Изучены условия образования аммонийсодержащих соединений на основе гидратированного оксида ванадия ${{\left( {{\text{N}}{{{\text{H}}}_{{\text{4}}}}} \right)}_{x}}{\text{V}}_{y}^{{{\text{4}} + }}{\text{V}}_{{{\text{2}} - y}}^{{{\text{5}} + }}{{{\text{O}}}_{{\text{5}}}} \cdot n{{{\text{H}}}_{{\text{2}}}}{\text{O}}$ (0.24 ≤ х ≤ 0.36, 0.24 ≤ y ≤ 0.36), полученных методом гидролитического осаждения с использованием в качестве подкислителя гидрата сульфата ванадила. Соединение ${{{\text{(N}}{{{\text{H}}}_{{\text{4}}}}{\text{)}}}_{{{\text{0}}{\text{.36}}}}}{\text{V}}_{{{\text{0}}{\text{.36}}}}^{{{\text{4}} + }}{\text{V}}_{{{\text{1}}{\text{.64}}}}^{{{\text{5}} + }}{{{\text{O}}}_{{\text{5}}}} \cdot {\text{0}}.7{{{\text{H}}}_{{\text{2}}}}{\text{O}}$ с максимальным содержанием четырехвалентного ванадия получено при молярном отношении 0.1 ≤ NH4VO3/VOSO4 · 3H2O ≤ 1.0. Золь-гель синтезом в комбинации с методом ионного обмена синтезирован${{{\text{(N}}{{{\text{H}}}_{{\text{4}}}}{\text{)}}}_{{{\text{0}}{\text{.1}}}}}{\text{V}}_{{{\text{0}}{\text{.1}}}}^{{{\text{4}} + }}{\text{V}}_{{{\text{1}}{\text{.9}}}}^{{{\text{5}} + }}{{{\text{O}}}_{{\text{5}}}} \cdot {\text{1}}.4{{{\text{H}}}_{{\text{2}}}}{\text{O,}}$характеризующийся минимальным содержанием четырехвалентного ванадия. Показана возможность использования синтезированных аммонийсодержащих соединений на основе гидратированного оксида ванадия в качестве активного материала твердофазных ионоселективных электродов. Электроды на основе ${{{\text{(N}}{{{\text{H}}}_{{\text{4}}}}{\text{)}}}_{{{\text{0}}{\text{.36}}}}}{\text{V}}_{{{\text{0}}{\text{.36}}}}^{{{\text{4}} + }}{\text{V}}_{{{\text{1}}{\text{.64}}}}^{{{\text{5}} + }}{{{\text{O}}}_{{\text{5}}}} \cdot {\text{0}}.7{{{\text{H}}}_{{\text{2}}}}{\text{O}}$ и ${{{\text{(N}}{{{\text{H}}}_{{\text{4}}}}{\text{)}}}_{{{\text{0}}{\text{.1}}}}}{\text{V}}_{{{\text{0}}{\text{.1}}}}^{{{\text{4}} + }}{\text{V}}_{{{\text{1}}{\text{.9}}}}^{{{\text{5}} + }}{{{\text{O}}}_{{\text{5}}}} \cdot {\text{1}}.4{{{\text{H}}}_{{\text{2}}}}{\text{O}}$ селективны к катионам аммония в интервале концентраций 1 ≤ ${\text{р}}{{С}_{{{\text{NH}}_{{\text{4}}}^{ + }}}}$ ≤ 4 при кислотности рабочих растворов 4 ≤ рH ≤ 7 и 5 ≤ рH ≤ 6 с угловыми коэффициентами 55 и 50 ${\text{мВ/р}}{{С}_{{{\text{NH}}_{{\text{4}}}^{ + }}}}$ соответственно. Определены коэффициенты селективности электродов на основе (NH4)xV2O5 · nH2O в ряду одно-, двух- и трехзарядных катионов.

Ключевые слова: (NH4)xV2O5 · nH2O, золь-гель метод, гидролитическое осаждение, катионная функция

DOI: 10.31857/S0044457X20070156

Список литературы

  1. Schroeder W., Fontenot C.J., Schrader G.L. // J. Catal. 2001. V. 203. P. 382. https://doi.org/10.1006/jcat.2001.3333

  2. Grigorieva A., Badalyan S., Goodilin E. et al. // Eur. J. Inorg. Chem. 2010. V. 210. № 33. P. 5247. https://doi.org/10.1002/ejic201000372

  3. Liu J., Wang X., Peng Q. et al. // Adv. Mater. 2005. V. 17. № 6. P. 764. https://doi.org/10.1002/adma.200400993

  4. Livage J. // Coord. Chem. Rev. 1999. V. 190. P. 391. https://doi.org/10.1016/S0010-8545(99)00096-X

  5. Legagneur V., Le Gal La Salle A., Verbaere A. et al. // Electrochem. Commun. 2006. V. 8. № 1. P. 21. https://doi.org/10.1016/j.elecom.2005.10.021

  6. Aldebert P., Baffier N., Charbi N. et al. // Mater. Res. Bull. 1981. V. 16. № 6. P. 669. https://doi.org/10.1016/0025-5408(81)90266-X

  7. Livage J. // Coord. Chem. Rev. 1998. V. 180. P. 999. https://doi.org/10.1016/S0010-8545(98)00105-2

  8. Волков В.Л., Захарова Г.С. // Журн. неорган. химии. 1988. Т. 33. № 6. С. 1580.

  9. Babonneau F., Barboux P., Josien F.A. et al. // J. Chim. Phys. Phys.-Chim. Biol. 1985. V. 82. № 7–8. P. 761.

  10. Podvalnaya N.V., Zakharova G.S. // Russ. J. Inorg. Chem. 2017. V. 62. № 8. P. 1104. [Подвальная Н.В., Захарова Г.С. // Журн. неорган. химии. 2017. Т. 62. № 8. Р. 1107.]https://doi.org/10.1134/S0036023617080150

  11. Volkov V.L., Zakharova G.S., Kristallov L.V. // Inorg. Mater. 2001. V. 37. № 4. P. 408. [Волков В.Л., Захарова Г.С., Кристаллов Л.В. и др. // Неорган. материалы. 2001. Т. 37. № 4. С. 492.]

  12. Butler A., Clague M.J., Meister G.E. // Chem. Rev. 1994. V. 94. № 3. P. 625.

  13. Livage J. // Chem. Mater. 1991. V. 3. № 4. P. 578. https://doi.org/10.1021/cm00016a006

  14. Najdoski M., Koleva V., Samet A. // Dalton Trans. 2014. V. 43. P. 12536. https://doi.org/10.1039/c3dt53628a

  15. Najdoski M., Koleva V., Samet A. // J. Phys. Chem. C. 2014. V. 118. P. 9636. https://doi.org/10.21./jp4127122

  16. Волков В.Л., Захарова Г.С., Ивакин А.А. // Журн. неорган. химии. 1985. Т. 30. № 3. С. 642.

  17. Окунев М.С., Хитрова Н.В., Корниенко О.И. // Журн. аналит. химии. 1982. Т. 37. № 1. С. 5.

  18. Durupthy O., Steunou N., Coradin T. et al. // J. Mater. Chem. 2005. V. 15. P. 1090. https://doi.org/10/1039/b414893b

  19. Ивакин А.А., Кручинина М.В., Корякова О.В. // Журн. неорган. химии. 1987. Т. 32. № 12. С. 3075.

  20. Baddour R., Pereira-Ramas J.S., Messina R. et al. // J. Electroanal. Chem. 1991. V. 314. № 1–2. P. 81.

  21. Nakamoto K. Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds. Moscow: Mir, 1991.

  22. Sing K.S.W., Everett D.H., Haul R.A.W. et al. // Pure Appl. Chem. 1985. V. 57. № 4. P. 603. https://doi.org/10.1351/pac198557040603

  23. Livage J. // J. Solid State Chem. 1986. V. 64. № 3. P. 322.

Дополнительные материалы

скачать ESM.docx
Supplementary materials