ОДЕРЖАННЯ ОРТОФОСФАТУ ЦИНКУ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ ЙОГО МЕТОДОМ РЕНТГЕНІВСЬКОГО ФАЗОВОГО АНАЛІЗУ
DOI:
https://doi.org/10.24144/2414-0260.2025.2.152-159Ключові слова:
каталіз; каталізатор; гетерогенний каталіз; фосфати; окиснення; н-алкани; вуглеводні; рентгенівський фазовий аналізАнотація
Уперше розроблено нову методику синтезу та одержано новий кислотний цинк ортофосфат, який має оптимальну структуру для максимальної поверхневої кислотності та прогнозовані фізико-хімічними властивості. Досліджено вплив умов синтезу та температури термообробки на його структуру та параметри. Встановлено, що усі 8 синтезованих зразків цинк ортофосфату, як повітряно-сухий, так і 7 зразків підданих термообробці при різних температурах в інтервалі 120 оС – 700 оС, мають кристалічну структуру. Рентгенівські дифрактограми для синтезованих зразків цинк ортофосфату мають свої особливості та частково відрізняються як між собою, так і з описаними в літературі. Повітряно-сухий зразок синтезованого ортофосфату цинку та зразки, одержані в процесі термообробки до 600оС, є кристалогідратами та містять різну кількість молекул води. Нагрівання зразків цинк ортофосфату при температурах 700 оС і вище призводить до їх повної дегідратації та утворення безводної солі Zn3(PO4)2. Результати РФА для усіх синтезованих зразків ортофосфату цинку добре узгоджуються між собою та з відповідними літературними даними. Вони свідчать про правильність вибору методу синтезу та нової розробленої методики одержання цинк ортофосфату з використанням вихідної нітратної солі. Можна очікувати, що синтезований новий ортофосфат цинку Zn3(PO4)2 виявлятиме покращені кислотні поверхневі параметри, а також каталітичні властивості (активність та селективність) в реакціях парціального окиснення н-алканів у цінні продукти (олефіни, спирти, альдегіди, карбонові кислоти тощо).
Посилання
Dykha M.V. Hazovydobuvannia v Ukraini: stan, problemy, perspektyvy u systemi enerhorynku. Nauk. visnyk IFNTUNH. Seriia: Ekonomika ta upravlinnia v naftovii i hazovii promyslovosti. 2021, 2(24). 7‒16. (in Ukr.).
Lukin O.Iu., Hafych I.P., Honcharov H.H., Makohon V.V., Pryharina T.M. Vuhlevodnevyi potentsial nadr Ukrainy ta holovni napriamy yoho osvoiennia. Mineralni resursy Ukrainy. 2020, (4). 28‒38. Doi:10.31996/mru.2020.4.28-38. (in Ukr.).
Gomonaj V., Toulhoat H. Selective Oxidation of Methane to Formaldehyde Catalyzed by Phosphates: Kinetic Description by Bond Strengths and Specific Total Acidities. ACS Catalysis. 2018, 8(9), 8263–8272. Doi: 10.1021/acscatal.8b02629.
Muthuvel I., Thirunarayanan G., Thangaraj V., Sundaramurthy N., Rajalakshmi S., Usha V. Study of catalytic activity of Zn3(PO4)2 on the synthesis of some pyrenyl enones. Mater. Today Proceed., 2021, 43(2). 2203‒2207. Doi: 10.1016/j.matpr.2020.12.169.
Said S., Aman D., Riad M., Mikhail S. MoZn/AlPO4-5 zeolite: Preparation, structural characterization and catalytic dehydration of ethanol. Journal of Solid State Chemistry. 2020, 287. 121335. Doi: 10.1016/j.jssc.2020.121335.
Zhang B., Li P., Zhang H., Li X., Tian L., Wang H., Chen X., Ali N., Ali Z., Zhang Q. Red-blood-cell-like BSA/Zn3(PO4)2 hybrid particles: Preparation and application to adsorption of heavy metal ions. Applied Surface Science. 2016, 366. 328338. Doi: 10.1016/j.apsusc.2016.01.074.
Barchij I.Ye., Peresh Ye.Yu., Rizak V.M., Xudolij V.O. Geterogenni rivnovagy: Navchal`ny`j posibny`k. Uzhgorod: VAT V-vo “Zakarpattya”, 2003. S. 209. (in Ukr.).
Holland T.J.B., Redfern S.A.T. UNITСELL a nonlinear least-squares program for cell-parameter refinement and implementing regression and deletion diagnostics. Journal of Applied Crystallography. 1997, 30(1). 84. Doi: 10.1107/S0021889896011673.
Calvo C. The crystal structure of α-Zn3(PO4)2. Canadian Journal of Chemistry. 1965, 43. 436‒445. Doi: 10.1139/v65-058.
Stephens J.S., Calvo C. Crystal structure of beta-Zn3(PO4)2. Canadian Journal of Chemistry. 1967, 45. 2303‒2312. Doi: 10.1139/v67-376.
Calvo C. The crystal structure and luminescence of gamma-zinc orthophosphate. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 1963, 24. 141‒149. Doi: 10.1016/0022-3697(63)90049-0.
Riou A., Cudennec Y., Gerault Y. Structure crystalline d᾽un nouveau phosphate de zinc Zn2(PO4)2, H2O. Revue de Chimie minérale. 1986, 23. 810.
Gu W., Zhai S., Liu Zh., Teng F. Effect of coordination interaction between water and zinc on photochemistry property of Zn3(PO4)2·2H2O. Chemical Physics. 2020, 536. 110811. Doi: 10.1016/j.chemphys.2020.110811.
Robertson L., Gaudon M., Pechev S., Demourgues A. Structural transformation and thermochromic behavior of Co2+-doped Zn3(PO4)2·4H2O hopeites. Journal of Material Chemistry. 2012, 22. 3585‒3590. Doi: 10.1039/C2JM14759A.
Whitaker A. The crystal structure of hopeite, Zn3(PO4)2·4H2O. Acta Crystallographica B, 1975, 31. 2026‒2035. Doi: 10.1107/S0567740875006784.
Kozma A., Golub N., Golub Ye., Sidey V., Solomon A., Kuznietsova A., Herneshii Ya. Thermodynamic and thermochemical properties of Cu3(PO4)2·3H2O. Chemija, 2023, 34(1). 19‒31. Doi: 10.6001/chemija.2023.34.1.3.
Kozma A., Malinina A., Golub E., Rusyn V., Golub N., Dziamko Vit., Dziamko Vik., Malinin O., Solomon A. Thermodynamic, thermochemical and thermophysical properties of HgBr2. Chemija, 2023, 34(2). 71‒82. Doi: 10.6001/chemija.2023.34.2.1.
Golub N.P., Golub Ye.O., Kozma A.A., Kuznietsova A.O., Hurch A.V., Herneshii Ya.M. Doslidzhennia kyslotnykh vlastyvostei skladnoho oksydnoho katalizatora 50%Cu3(PO4)2•50%Ni3(PO4)2. Nauk. visnyk Uzhhorodskoho u-tu. Seriia «Khimiia». 2022, 2(48). 108-115. Doi: 10.24144/2414-0260.2022.2.108-115. (in Ukr.).
Golub N., Gomonay V., Gomonay P., Szekeresh K. Synthesis and Modification of Catalysts of the Partial Oxidation of n-Alkanes. Adsorption Science and Technology. 1999, 17(5), 403‒406. Doi: 10.1177/026361749901700505.
Gomonaj V.I. Shlyaxy` parcial`nogo peretvorennya C1-C4 vuglevodniv. Nauk. visnyk Uzhhorodskoho un-tu. Seriia «Khimiia». 1997, 2, 81‒86. (in Ukr.).
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Н.П. Голуб , Є.О. Голуб , А.А. Козьма , Г.М. Михальчук , В.М. Савко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Ліцензування
Стаття та будь-який пов’язаний з нею опублікований матеріал поширюється за ліцензією Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
Умови цієї ліцензії не впливають на права автора чи іншого творчого виконавця захищати цілісність і право власності на свою роботу.
Авторське право на макет журналу та обкладинки повністю належить ДВНЗ "Ужгородський національний університет".
Весь контент публікується добросовісно, і думки, висловлені авторами, є тільки їхніми та не обов’язково відображають точку зору ДВНЗ "Ужгородський національний університет".
Автори надають редакційно-видавничому відділу ДВНЗ "Ужгородський національний університет" ліцензію на публікацію статті та ідентифікують себе як першовидавця.
Авторське право
Авторські права на будь-яку статтю зберігаються за автором(ами).
Публікацію статті мають схвалити всі автори та відповідальні органи інститутів, в яких виконувалося дослідження, якщо такі є.
Автори можуть уповноважити одного зі своїх співавторів діяти від їхнього імені та бути автором-кореспондентом, який відповідає за листування з редакційною командою журналу.
Автори можуть надати будь-якій третій стороні право вільно використовувати статтю за умови зазначення авторів та належного оформлення цитування.
