ДИФЕРЕНЦІЙНО-ТЕРМІЧНИЙ АНАЛІЗ СКЛАДНОЇ КАТАЛІТИЧНОЇ СИСТЕМИ ТИПУ xFePO4•yNi3(PO4)2
DOI:
https://doi.org/10.24144/2414-0260.2020.2.84-88Ключові слова:
диференційний термічний аналіз (ДТА), каталізатори, ферум (III) ортофосфат, нікол (II) ортофосфат, каталітична система xFePO4•yNi3(PO4)2Анотація
У даній роботі, використовуючи метод ДТА, вивчено фізико-хімічні перетворення, що відбуваються в зразках каталітичної системи xFePO4•yNi3(PO4)2 при їх нагріванні від 25 ºС до 900ºС. Зразок К-1 (вихідного складу 99,5 мас. % FePO4 ‒ 0,5 мас. % Ni3(PO4)2) на термограмі нагрівання має найскладніший набір ефектів. Перший із них (єдиний ендотермічний ефект) спостерігається при 139ºС. Він відповідає початку дегідратації та руйнуванню структури базового компонента FePO4•2H2O. При температурі 302ºС фіксується найбільш інтенсивний екзоефект, який відповідає початку кристалізації зневодненої аморфної фази. Наступний спарений екзоефект при температурах 528 ºС і 560ºС характеризує часткову трансформацію закристалізованого безводного FePO4. Ефект при 637ºС можна віднести до перекристалізації FePO4. Останній із екзоефектів при 858ºС відповідає α→β-фазовому переходу безводного ферум (ІІІ) ортофосфату. Термограми каталізаторів К-2 (99,0 мас. % FePO4 ‒ 1,0 мас. % Ni3(PO4)2) і К-3 (75,0 мас. % FePO4 ‒ 25,0 мас. % Ni3(PO4)2) подібні до зразка К-1. Вони також мають один чітко виражений і значний за розміром ендоефект при температурі 145ºС. Для К-2 також спостерігається невеликий екзоефект при 873ºС, який відсутній для каталізатора К-3. При переході від зразка К-2 до К-3 площі екзоефектів суттєво зменшуються. Це свідчить про зменшення впливу ферумвмісних структурних модифікацій на загальну фізико-хімічну характеристику даних каталізаторів. Наступне збільшення вмісту іонів Ніколу в зразку К-4 (50,0 мас. % FePO4 ‒ 50,0 мас. % Ni3(PO4)2) призводить до зниження температури ендоефекту до 119ºС. Також спостерігається екзоефект при 735ºС, який характерний і для каталізатора К-3. Ймовірно, при цій температурі відбувається утворення певної кількості нікол (ІІ) пірофосфату. Термограми каталізаторів К-5 – К-7 (де К-5: 25,0 мас. % FePO4 ‒ 75,0 мас. % Ni3(PO4)2; К-6: 1,0 мас. % FePO4 ‒ 99,0 мас. % Ni3(PO4)2; К-7: 0,5 мас. % FePO4 ‒ 99,5 мас. % Ni3(PO4)2) мають значну подібність. На всіх зазначених зразках спостерігається єдиний ендоефект при 123ºС та один незначний за площею екзоефект, що відповідає кристалізації Ni2P2O7.Посилання
Sekeresh K.Yu. Izucheniye fiziko-khimicheskikh svoystv i kataliticheskoy aktivnosti fosfatnykh katalizatorov v reaktsii okisleniya metana: Avtoref. dis. … kand. khim. nauk: 02.00.04, KGU im. Tarasa Shevchenko. Kiyev, 1978 (in Russ.).
Golub N.P. Zakonomirnosti katality`chnogo oky`snennya etanu na ky`slotny`x katalizatorax: Avtoref. dys. … kand. xim. nauk: 02.00.04, KNU im. Tarasa Shevchenka. Ky`yiv, 1996 (in Ukr.).
Buyanov R.A. Nauchnyye osnovy prigotovleniya i tekhnologii katalizatorov. Kataliz i katalizatory. 1998. 151–152. (in Russ.).
Golub N.P., Golub E.O., Kozma А.А., Foros N.M., Kish Yu.Yu., Gomonay V.I. Differential and thermal analysis of complex catalytic system of type xCrPO4×yNi3(PO4)2. Sci. Bull. Uzhh. Univ. Ser. Chem. 2018, 2(40), 57–64 (in Ukr.).
Berg L.G. Vvedeniye v termografiyu. Moskva: Nauka, 1969. S. 395 (in Russ.).
Berg L.G.. Burmistrova N.P.. Ozerova N.I.. Tsurinov G.G. Prakticheskoye rukovodstvo po termografii. Kazan: Izd-vo Kazanskogo un-ta, 1967. S. 219 (in Russ.).
Barchij I.Ye., Peresh Ye.Yu., Rizak V.M., Xudolij V.O. Geterogenni rivnovagy: Navchalnyj posibnyk. Uzhgorod: VAT V-vo «Zakarpattya», 2003. S. 209 (in Ukr.).
Kovba L.M.. Trunov V.K. Rentgenofazovyy analіz. Moskva: Izd-vo MGU, 1976. S. 185 (in Russ.).
Nolze G., Kraus W. POWDERCELL 2.0 for Windows. Powder Diffr. 1998, 13(4), 255–259.
Holland T.J.B., Redfern S.A.T. UNITСELL a nonlinear least-squares program for cell-parameter refinement and implementing regression and deletion diagnostics. J. Appl. Crystallogr. 1997, 30(1), 84.
Shchegrov L.N.. Pechkovskiy V.V. Eshchenko L.S. Termicheskaya degidratatsiya Ni3(PO4)2•8H2O. Doklady Akademii nauk SSSR. 1969, 184(2), 391–394 (in Russ.).
Bykov A.P. Polucheniye ortofosfatov zheleza (ІІІ) v sernokislykh i sernokislo-khromovokislykh seredakh: Dis. … kand. tekh. nauk: 05.17.01, Ros. khim.-tekhnol. u-tet im. D.I. Mendeleyeva. Moskva, 2003 (in Russ.).
Haines J., Cambon O., Hull S. A neutron diffraction study of quartz-type FePO4: High-temperature behavior and α-β phase transition. Zeitschrift für Kristallographie, 2003, 218(3), 193–200.
Calvo C., Romolo F. Structure of nickel orthophosphate. Can. J. Chem. 1975, 53, 1516–1520.
Golub N., Kozma A., Golub E., Kuznietsova A., Gomonaj V. The Diffrential Themal Analysis of a Series of Intermediate Catalysts in the xFePO4·yNi3(PO4)2 system. Materialien der Internationalen Wissenschaftlich-Praktischen Konferenz: «Tendenze attuali della moderna ricerca scientifica»: der Sammlung wissenschaftlicher Arbeiten «ΛΌΓΟΣ». Stuttgart, Deutschland: Europäische Wissenschaftsplattform. 2020, Р. 136–138. Doi: https://doi.org/10.36074/05.06.2020.v3.52.
Goiffon A., Dumas J.-C., Philippot E. Phases de type quartz alpha: structure de FePO4 et spectrométrie Mössbauer du Fer-57. Revue de Chimie Minérale. 1986, (23), 99–110.
Delacourt C., Rodríguez-Carvajal J., Schmitt B., Tarascon J.-M., Masquelier C. Crystal chemistry of the olivine-type LixFePO4 system (0 ≤ x ≤1) between 25 and 370°C. Solid State Sciences. 2005, (7), 1506–1516.
Masse R., Guitel J.C., Durif A. Structure cristalline d'une nouvelle variante de pyrophosphate de nickel Ni2P2O7. Mater. Res. Bull. 1979, 14, 337–341.
