РЕНТГЕНІВСЬКИЙ ФАЗОВИЙ АНАЛІЗ СКЛАДНОЇ КАТАЛІТИЧНОЇ СИСТЕМИ ТИПУ xFePO4•yNi3(PO4)2
DOI:
https://doi.org/10.24144/2414-0260.2020.2.89-93Ключові слова:
рентгенівський фазовий аналіз (РФА), каталізатори, ферум (III) ортофосфат, нікель (II) ортофосфат, каталітична система xFePO4•yNi3(PO4)2Анотація
У даній роботі, використовуючи метод РФА, вперше досліджено фазовий склад кількох експериментальних серій синтезованих каталізаторів, що реалізуються у складній системі xFePO4•yNi3(PO4)2. Каталізатори К-1 – К-3 (де К-1 відповідає вихідному складу 99,5 мас. % FePO4 ‒ 0,5 мас. % Ni3(PO4)2; К-2: 99,0 мас. % FePO4 ‒ 1,0 мас. % Ni3(PO4)2 та К-3: 75,0 мас. % FePO4 ‒ 25,0 мас. % Ni3(PO4)2) характеризуються відсутністю рефлексів, які могли б відповідати вихідному гідрату FePO4•2H2O або його безводному аналогу. Незважаючи на те, що до складу цих зразків входить максимальна кількість вихідного ферум (ІІІ) ортофосфату. Усі каталізатори повітряно-сухої серії характеризуються аморфним станом. Дифрактограми чотирьох наступних каталізаторів К-4 – К-7 (де К-4 відповідає вихідному складу 50,0 мас. % FePO4 ‒ 50,0 мас. % Ni3(PO4)2; 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 схожість. Частину спостережуваних рефлексів можна віднести до індивідуального октагідрату нікель (ІІ) ортофосфату. Практично всі одержані каталізатори після прожарювання при 600ºС стають рентгеноаморфними. Єдиний виняток становить зразок К-1, для якого спостерігаються деякі зародкові стадії кристалізації. Однак неможливо однозначно ідентифікувати їх та віднести до єдиної фази. Прожарювання досліджуваної серії каталізаторів при температурі 700ºС призводить до певних змін. Так зразки К-6 і К-7 набувають ознак часткової кристалізації. Рефлекс максимальної інтенсивності при 2Θ~30º можна віднести до нікель (ІІ) пірофосфату, який утворюється з дегідратованого Ni3(PO4)2•8H2O. У той же час, каталізатори К-4 і К-5 залишились рентгеноаморфними. Ймовірно, збільшення вмісту ферум (ІІI) ортофосфату сповільнює процес формування кристалітів складу Ni2P2O7. Зразки К-2 і К-3 характеризуються ознаками часткової кристалізації. Очевидно починає формуватись структура безводного FePO4. Водночас для каталізатора К-1, який характеризується найбільшим вмістом ферум (ІІІ) ортофосфату (99,5 мас.%) серед досліджених зразків синтезованої каталітичної системи типу xFePO4•yNi3(PO4)2, явних ознак початку кристалізації не спостерігається.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.).
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.
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.
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.
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.
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.).
Calvo C., Romolo F. Structure of nickel orthophosphate. Can. J. Chem. 1975, 53, 1516–1520.
Jin Shouwen, Wang Daqi, Gao Xinjun, Wen Xianhong, Zhou Jianzhong. Poly[octaaquadi-mu-phosphato-trinickel(II)]. Acta Crystallogr. E, 2008, 64(1), m259–m259.
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.
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.).
