Синтез Bi1.5CoSb1.5O7 со структурой пирохлора в гидротермальных условиях и его каталитические свойства в реакции окисления СО

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Установлены границы существования твердого раствора со структурой пирохлора в системе Bi2O3–CoO–Sb2O5. Обнаружен ранее неизвестный тройной оксид Bi3Co2/3Sb7/3O11, относящийся к структурному типу кубического KSbO3 (пр. гр. Pn3¯, a = 9.5801(1) Å, wR = 0.0132). Проведена триангуляция изотермического сечения системы в области CoO–Bi3SbO7–CoSb2O6–BiSbO4 при 650°С. Показано, что кобальт в кристаллической решетке пирохлора присутствует в степени окисления +2. На примере состава Bi1.5CoSb1.5O7 разработана методика гидротермального синтеза пирохлора как без микроволнового воздействия, так и с его участием. На основе данных рентгенофазового анализа, локального рентгеноспектрального микроанализа, растровой микроскопии и ИК-спектроскопии предложен механизм образования фазы пирохлора в условиях гидротермального воздействия. Синтезированы дисперсные образцы Bi1.5CoSb1.5O7 (ОКР = 30 нм) и показана перспективность их использования в качестве катализаторов окисления СО.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Егорышева

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: anna_egorysheva@rambler.ru
Россия, Ленинский пр-т, 31, Москва, 11907

С. В. Голодухина

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: anna_egorysheva@rambler.ru
Россия, Ленинский пр-т, 31, Москва, 11907

Е. Ю. Либерман

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Email: anna_egorysheva@rambler.ru
Россия, Москва, ул. Героев Панфиловцев, 20, 125480

Л. С. Разворотнева

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН; Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”

Email: anna_egorysheva@rambler.ru
Россия, Ленинский пр-т, 31, Москва, 11907; Покровский бул., 11, Москва, 109028

Д. И. Кирдянкин

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: anna_egorysheva@rambler.ru
Россия, Ленинский пр-т, 31, Москва, 11907

Е. Ф. Попова

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: anna_egorysheva@rambler.ru
Россия, Ленинский пр-т, 31, Москва, 11907

Список литературы

  1. Егорышева А.В., Голодухина С.В., Плукчи К.Р. и др. // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. № 12. С. 1702. https://doi.org/10.31857/S0044457X23601220
  2. Gadgil M.M., Kulshreshtha S.K. // J. Mol. Catal. A: Chem. 1995. V. 95. P. 211. https://doi.org/10.1016/1381-1169(94)00027-1
  3. Carrazán S.R.G., Cadus L., Dieu P. et al. // Catal. Today. 1996. V. 32. P. 311. https://doi.org/10.1016/S0920-5861(96)00184-8
  4. Egorysheva A.V., Plukchi K.R., Golodukhina S.V. et al. // Mend. Comm. 2023. V. 33. P. 608. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2023.09.005
  5. Эллерт О.Г., Егорышева А.В., Либерман Е.Ю. и др. // Неорган. материалы. 2019. Т. 55. № 12. С. 1335. https://doi.org/10.1134/S0002337X19120030
  6. Zhang Y.Q., Xuan Y., Qian S.S. et al. // J. Mater. Sci. 1999. V. 34. P. 4475. https://doi.org/10.1023/A:1004685104797
  7. Korf S.J., Koopmans H.J.A., Lippens B.C. et al. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1. 1987. V. 83. P. 1485. https://doi.org/10.1039/F19878301485
  8. Xu J., Xi R., Xu X. et al. // J. Rare Earths. 2020. V. 38. P. 840. https://doi.org/10.1016/j.jre.2020.01.002
  9. Sellami M., Bekka A., Bettahar N. et al. // Comptes Rendus Chimie. 2009. V. 12. P. 276. https://doi.org/10.1016/j.crci.2008.01.002
  10. Simonot L., Garin F., Maire G. // Appl. Catal. B. 1997. V. 11. P. 167. https://doi.org/10.1016/S0926-3373(96)00046-X
  11. Royer S., Duprez D., Kaliaguine S. // Catal. Today. 2006. V. 112. P. 99. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2005.11.020
  12. Miles G.C., West A.R. // J. Am. Ceram. Soc. 2006. V. 89. P. 1042. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2005.00799.x
  13. Khaw C.C., Tan K.B., Lee C.K. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2012. V. 32. P. 671. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2011.10.012
  14. Daniels L.M., Playford H.Y., Grenèche J.-M. et al. // Inorg. Chem. 2014. V. 53. P. 13197. https://doi.org/10.1021/ic502411z
  15. Egorysheva A.V., Gajtko O.M., Rudnev P.O. et al. // Eur. J. Inorg. Chem. 2016. V. 13–14. P. 2193. https://doi.org/10.1002/ejic.201501159
  16. Lomakin M.S., Proskurina O.V., Levin A.A. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. P. 820. https://doi.org/10.1134/S0036023622060134
  17. Saiduzzaman M., Takei T., Kumada N. // Inorg. Chem. Frontiers. 2021. V. 8. P. 2918. https://doi.org/10.1039/d1qi00337b
  18. Elovikov D.P., Tomkovich M.V., Levin A.A. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. P. 850. https://doi.org/10.1134/S0036023622060067
  19. Дроздов А.А., Зломанов В.П., Мазо Г.Н., Спиридонов Ф.М. Неорганическая химия. М.: Академия, 2007. Т. 3.
  20. Ismunandar, Kennedy B.J., Hunter B.A. // J. Solid State Chem. 1996 V. 127. P. 178. https://doi.org/10.1006/jssc.1996.0374
  21. Ramesha K., Prakash A.S., Sathiya M. et al. // Bull. Mater. Sci. 2011. V. 34. P. 271. https://doi.org/10.1007/s12034-011-0090-8
  22. Egorysheva A.V., Ellert O.G., Zubavichus Y.V. et al. // J. Solid State Chem. 2015. V. 225. P. 97. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2014.12.001
  23. Ливер Э. Электронная спектроскопия неорганических соединений. М.: Мир, 1987. 445 с.
  24. Minervini L., Grimes R.W., Sickafus K.E. // J.Am. Ceram. Soc. 2000. V. 83. P. 1873. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.2000.tb01484.x
  25. Накамото К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений / Пер с англ. Христенко Л.В. под ред. Пентина Ю.А. М.: Мир, 1991. 536 с.
  26. Jana Y.M., Halder P., Ali Biswas A. et al. // Vib. Spectrosc. 2016. V. 84. P. 74. https://doi.org/10.1016/j.vibspec.2016.03.004

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Изотермическое сечение системы Bi2O3–СоO–Sb2O5 при температуре 650С. P-область твердого раствора со структурой пирохлора.

Скачать (222KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость параметра кристаллической решетки a пирохлора (Bi1.5–хCo0.5+х)Co0.5Sb1.5O7–δ от х.

Скачать (55KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Спектр поглощения Bi1.5CoSb1.5O7.

Скачать (84KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Дифрактограммы образцов, полученных в гидротермальных условиях при разных временах синтеза (а). Фрагменты дифрактограмм на больших углах 2θ (б).

Скачать (186KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Дифрактограммы образцов, полученных при различной концентрации NaOH (а). Фрагменты дифрактограмм на больших углах 2θ (б).

Скачать (184KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Микрофотографии образцов, полученных после соосаждения (а) и гидротермальной обработки при 200С в течение 1 (б), 2 (в), 4 (г), 16 (д) и 24 ч (е).

Скачать (1MB)
Метаданные
8. Рис. 7. ИК-спектры образцов, полученных при разных временах синтеза в гидротермальных условиях.

Скачать (153KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Дифрактограммы образцов Bi1.5CoSb1.5O7, синтезированных в гидротермальных условиях при микроволновом воздействии в течение различного времени (а). Микрофотография образца, синтезированного в гидротермально-микроволновых условиях при 220С в течение 3 ч (б).

Скачать (316KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Температурная зависимость конверсии СО (α, %) в присутствии Bi1.5CoSb1.5O7, полученного гидротермальным методом. Римскими цифрами указан номер цикла.

Скачать (64KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024