Синтез металевих наночастинок родію в карбамід- та ацетамід-хлоридних розплавах із його комплексних сполук

Встановлено, що в карбамід- та ацетамід-хлоридних розплавах при анодному розчиненні родію утворюються змішані комплекси [Rh(NH₃)₄Cl₂]⁺ квазіоктаедричної будови симетрії D4h. При катодному відновленні отриманих комплексів Rh(III) у досліджуваних розплавах здійснено синтез наночастинок Rh і нанопокрит...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Украинский химический журнал
Date:2013
Main Authors: Кочетова, С.А., Буряк, М.І., Савчук, А.В., Малишев, В.В.
Format: Article
Language:Ukrainian
Published: Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України 2013
Subjects:
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/188029
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Синтез металевих наночастинок родію в карбамід- та ацетамід-хлоридних розплавах із його комплексних сполук / С.А. Кочетова, М.І. Буряк, А.В. Савчук, В.В. Малишев // Украинский химический журнал. — 2013. — Т. 79, № 9. — С. 14-16. — Бібліогр.: 11 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1860223939499786240
author Кочетова, С.А.
Буряк, М.І.
Савчук, А.В.
Малишев, В.В.
author_facet Кочетова, С.А.
Буряк, М.І.
Савчук, А.В.
Малишев, В.В.
citation_txt Синтез металевих наночастинок родію в карбамід- та ацетамід-хлоридних розплавах із його комплексних сполук / С.А. Кочетова, М.І. Буряк, А.В. Савчук, В.В. Малишев // Украинский химический журнал. — 2013. — Т. 79, № 9. — С. 14-16. — Бібліогр.: 11 назв. — укр.
collection DSpace DC
container_title Украинский химический журнал
description Встановлено, що в карбамід- та ацетамід-хлоридних розплавах при анодному розчиненні родію утворюються змішані комплекси [Rh(NH₃)₄Cl₂]⁺ квазіоктаедричної будови симетрії D4h. При катодному відновленні отриманих комплексів Rh(III) у досліджуваних розплавах здійснено синтез наночастинок Rh і нанопокриття ними Fe, Cu, Mo. Установлено, что в карбамид- и ацетамид-хлоридных расплавах при анодном растворении родия образуются смешанные комплексы [Rh(NH₃)₄Cl₂]⁺ квазиоктаэдрического строения симметрии D4h. При катодном восстановлении комплексов Rh(III) в исследуемых расплавах осуществлен синтез наночастичек Rh и нанопокрытия ими Fe, Cu, Mo. The electrochemical behaviour of rhodium at low-temperature carbamide-chloride and acetamidechloride melts was investigated. The composition and structure of complex ions formed after anodic dissolution have been studied. After electrochemical reduction of [Rh(NH₃)₄Cl₂]⁺complexes, the nanoparticles of Rh and layer of rhodium is formed.
first_indexed 2025-12-07T18:19:13Z
format Article
fulltext УДК 541.138+541.135.3 С.А.Кочетова, М.І.Буряк, А.В.Савчук, В.В.Малишев СИНТЕЗ МЕТАЛЕВИХ НАНОЧАСТИНОК РОДІЮ В КАРБАМІД- ТА АЦЕТАМІД-ХЛОРИДНИХ РОЗПЛАВАХ ІЗ ЙОГО КОМПЛЕКСНИХ СПОЛУК Встановлено, що в карбамід- та ацетамід-хлоридних розплавах при анодному розчиненні родію утворюються змішані комплекси [Rh(NH3)4Cl2]+ квазіоктаедричної будови симетрії D4h. При катод- ному відновленні отриманих комплексів Rh(III) у досліджуваних розплавах здійснено синтез нано- частинок Rh і нанопокриття ними Fe, Cu, Mo. ВСТУП. Наночастинки та матеріали на їх основі проявляють унікальні електричні, хімічні, магнітні, оптичні, каталітичні та інші властиво- сті, і тому їх дослідженню приділяється значна увага [1—3]. А в зв’язку із широкою областю ви- користання нанокомпозитних матеріалів у су- часних технологіях і матеріалознавстві розвива- ються препаративні методи їх синтезу [4]. Важли- ве значення у вирішенні цієї проблеми мають ме- тоди електрохімічного відновлення комплексних сполук металів у низькотемпературних розпла- вах. Розробка методів синтезу наночастинок ме- талів у низькотемпературних іон-органічних роз- плавах із застосуванням комплексних сполук спри- яє створенню нових технологій їх одержання. У даній роботі проведено електрохімічний синтез по одержанню комплексних сполук іонів родію в іон-органічних розплавах на основі кар- баміду та ацетаміду, ретельне дослідження їх вла- стивостей і будови із застосуванням спектроско- пічних методів та катодне осадження нанопок- риттів Rh на різних металевих основах. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА І ОБГОВО- РЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ. Для визначення електро- хімічних властивостей розчинника та дослід- ження електрохімічної поведінки Rh у карбамід- та ацетамідмістких розплавах використаний ме- тод циклічної вольтамперометрії за допомогою потенціостату ПІ-50-1.1. В якості анода застосо- вували пластину із досліджуваного металу, до- поміжного електрода — платиновий дріт, елект- рода порівняння — Ag/Ag+ (0.07 моль/см3 AgNO3 у розчині карбамід—NH4NO3 (16 % мол.). До- слідження проводили в температурному інтер- валі 80—130 оС в атмосфері аргону. Для визначення стану іонів металу в роз- плавах після електрохімічного розчинення, стру- ктури та складу комплексних сполук, що утвори- лися з компонентами розплаву, використовува- ли спектроскопічні методи: електронну спектро- скопію поглинання (ЕСП) у процесі електролізу (Specord UV/VIS), ІЧ-спектроскопію затверділих після електролізу розплавів (Specord M-80), газову хроматографію (ЛХМ-80). Склад одержаних металевих осадів визнача- ли рентгенофазовим методом (ДРОН-3), а струк- туру осадів — за допомогою методу електронної просвічуваючої мікроскопії (JEOL-100), растро- вої електронної мікроскопії (РЕМ-101). Анодне розчинення родію проводили у роз- плаві індивідуального карбаміду та в евтектич- ному розплаві карбамід—NH4Cl (16.8 % мол.) при 130 оС. В чистому розплавленому карбаміді розчинення металу ускладнюється пасивацією, із- за слабкої електропровідності розплаву підйом катодного та анодного струмів погано виражені. Додавання NH4Cl до карбаміду підвищує елект- ропровідність розплаву, що приводить до фор- мування поляризаційних кривих, на яких чітко відображені електродні процеси. В карбамід-хло- ридному розплаві електрохімічне розчинення родію спочатку відбувається без обмежень, але вже при другій зйомці спостерігається пасивація аноду, що відображається в появі площадки на анодній частині циклограми (рис. 1,a). Зменшен- ня ваги родієвого анода в карбамід-хлоридному розплаві зростає у порівнянні з індивідуальним карбамідом, інтенсивність забарвлення зростає та досягає глубокого жовто-коричневого кольо- ру. Електрохімічне розчинення родію супровод- жується утворенням іонів Rh(III). Анодне розчинення родію також проводили в ацетамідному розплаві при температурі 108 оС і розплаві ацетамід—NH4Cl при 80 оС. Поляри- Неорганическая и физическая химия © С.А.Кочетова, М .І.Буряк, А.В.Савчук, В.В.Малишев , 2013 14 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2013. Т. 79, № 9 заційні криві в ацетамідному розплаві розмиті, тому електродні процеси не можуть бути коре- ктно інтерпретовані. Додавання хлористого амо- нію к ацетаміду до утворення евтектичного скла- ду розплава ацетамід—NH4Cl (22.3 % мол.) [5] дозволило поступово одержати поляризаційні криві, які чітко відображають електрохімічні про- цеси розчинення родієвого аноду та відновлен- ня його іонів. Родій розчинюється в ацетамід- хлоридному розплаві без пасивації (рис. 1,б). Швидкість розчинення складає 4.7⋅10–5 г/хв, що більше, ніж у карбамід-хлоридному розплаві, в той час як питома електропровідність розплаву карбамід—хлорид (0.06 Ом–1⋅см–1) вища, ніж у ацетамід-хлоридного (0.015 Ом–1⋅см–1) [6]. Цей результат може бути пояснений відсутністю па- сивації електрода при електророзчиненні в аце- тамід-хлоридному розплаві. При розчиненні ро- дій переходить у розплав у вигляді іонів Rh(III). В ЕСП при анодному розчиненні Rh в кар- бамід-хлоридному розплаві фіксуються смуги 28000 та 37000 см–1, а в ацетамід-хлоридному — 28000 та 36000 см–1 (рис. 2), в ІЧ-спектрах “за- гартованих” зразків виявлено присутність коли- вань ν(Rh–N) — 480 та ν(Rh–Cl) — 330 см–1. Від- повідно до літературних даних [7—9] це характе- ризує утворення в карбамідвмісних та ацетамід- вмісних розплавах змішаних квазіоктаедричних комплексів [Rh(NH3)4Cl2] + симетрії D4h. Отри- мані значення спектроскопічних параметрів для комплексів [Rh(NH3)4Cl2] + в карбамід-хлоридно- му та ацетамід-хлоридному розп- лавах складає: 10Dq =31000 (30650) см–1; B =562 (500) см–1; β =0.78 (0.70). Сила поля лігандів у змішаних комплексах [Rh(NH3)4Cl2] + слабша, ніж в чисто аміачних комплексах [Rh(NH3)6] 3+, де 10Dq =33200 см–1 [7], що ще раз підтверджує утворення в розплавах при анодному розчинен- ні родію змішаних комплексів [Rh(NH3)4Cl2]+. Комплексна сполука [Rh(NH3)4- Cl2] + у досліджуваних розплавах є електроактивною, її відновлення спо- стерігається на катодній частині ци- клограми у вигляді максимуму на рис. 1. Поляризаційні криві зніма- ли в широкому діапазоні швидкос- тей поляризації: 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1 B. Згідно з експериментальними даними встановле- но, що процес відновлення Rh(III) відбувається в дифузійному режимі, необоротно в одну ста- дію до металу. Виходячи з рівняння, наведеного в моно- графії Галюса [10]: Ep/2 – Ep = 2.2RT /nF , (1) розраховане значення різниці потенціалу напів- піку та піку не дорівнює теоретичному значен- ню для оборотного процесу, що підтверджує не- оборотність процесу розряду комплексних іонів родію. Електрохімічний коефіцієнт αnα визнача- ли згідно з рівнянням Матсуди–Аябе для необо- ротного процесу [10]: Ep – Ep/2 = –1.857⋅RT /nF . (2) Рис. 1. Циклічні вольтамперограми родієвого електрода в роз- плаві карбамід—NH4Cl при 120 оС (a) та ацетамід—NH4Cl при 100 оС (б). Vпол =0.1 В/с . Рис. 2. ЕСП комплексних іонів Rh(III) в ацетамід- хлоридному (1) та карбамід-хлоридному (2) розплавах при 120 оС. ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2013. Т. 79, № 9 15 У карбамідвмісному розплаві αnα дорів- нює 0.1, в ацетамідному — 0.12. Значення ко- ефіцієнту дифузії іонів родію в карбамід-хлорид- ному та ацетамід-хлоридному розплавах стано- вить 8.4⋅10–6 см2/с. Мікрофотографію отриманого родієвого оса- ду приведено на рис. 3. Частинки осаду нано- розмірні (10—22 нм), але значна їх частина має вигляд глобул. Величина кристалітів родію, оці- нена по фізичному розширенню піків [11], ста- новить для Rh 5 нм. Це свідчить про утворення в досліджуваних розплавах нанокомпозитів Rh на поверхні металів Fe, Cu, Mo. Одержані ро- дієві покриття із розплавів на основі карбамі- ду та ацетаміду з розчинним родієвим анодом рівномірні, сірого кольору, товщиною 1—6 мкм (рис. 4). При осадженні Rh у вигляді покриття було отримано 0.05—0.7 г металу в залежності від часу електролізу. При цьому вихід по струму становив 85—90 %. РЕЗЮМЕ. Установлено, что в карбамид- и ацет- амид-хлоридных расплавах при анодном растворении родия образуются смешанные комплексы [Rh(NH3)4Cl2] + квазиоктаэдрического строения симметрии D4h. При катодном восстановлении комплексов Rh(III) в ис- следуемых расплавах осуществлен синтез наночасти- чек Rh и нанопокрытия ими Fe, Cu, Mo. SUMMARY. The electrochemical behaviour of rhodium at low-temperature carbamide-chloride and ace- tamide-chloride melts was investigated. The composition and structure of complex ions formed after anodic dis- solution have been studied. After electrochemical reduc- tion of [Rh(NH3)4Cl2] +complexes, the nanoparticles of Rh and layer of rhodium is formed. ЛIТЕРАТУРА 1. Бычкова А .В., Сорокина О.Н ., Розенфельд М .А ., Коварский А .Л . // Успехи химии. -2012. -81, № 11. -С. 1026—1050. 2. Гусев А .И., Ремпель А .А . Нанокристаллические ма- териалы. -М .: Физматлит., 2008. 3. Белоглазкина Е.К., Мажуга А .Г., Ромашкина Р.Б . и др. // Успехи химии. -2012. -81, № 1. -С. 65—90. 4. Оленин А .Ю., Лисичкин Г.В. // Там же. -2011. -80, № 7. -С. 635—662. 5. Tumanova N., Bojko O., Tax ill P., Volkov S . // Int. Symp. on Ionic Liquid. -Trondheim–Norway, 2003. -P. 459—469. 6. Туманова Н .Х , Бойко О.И ., Трифонова Т .В. и др. // Укр. хим. журн. -2004. -70, № 11. -С. 52—55. 7. Ливер Э. Электронная спектроскопия неоргани- ческих соединений. -М .: Мир, 1987. -Ч . 1,2. 8. Волков С.В., Яцимирский К.Б . Спектроскопия рас- плавленных солей. -Киев: Наук. думка , 1997. 9. Накамото К. ИК-спектры и спектры КР неорганиче- ских и координационных соединений. -М.: Мир, 1991. 10. Галюс З. Теоретические основы электрохимичес- кого анализа. -М .: Мир, 1974. 11. Оранская Е.И ., Горников Ю.И ., Фесенко Т .В. // За- вод. лаборатория. -1994. -12, № 1. -С. 76—78. Неорганическая и физическая химия Рис. 3. Мікрофотографія родієвих наночастинок (10– 22 нм), отриманих на катоді в розплаві карбамід— NH4Cl (JEOL-100). Рис. 4. Вигляд нанокомпозитів Rh на поверхні Fe (a,б), Cu (в, г), Мо (д, е) після електролізу карбамід- та (1) ацетамід-хлоридного розплаву (2) з розчинним родієвим анодом (отримано на мікроскопі РЕМ-101). Інститут загальної та неорганічної хімії Надійшла 28.03.2013 ім. В.І.Вернадського НАН України, Київ 16 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2013. Т. 79, № 9
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-188029
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 0041–6045
language Ukrainian
last_indexed 2025-12-07T18:19:13Z
publishDate 2013
publisher Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
record_format dspace
spelling Кочетова, С.А.
Буряк, М.І.
Савчук, А.В.
Малишев, В.В.
2023-02-10T13:22:10Z
2023-02-10T13:22:10Z
2013
Синтез металевих наночастинок родію в карбамід- та ацетамід-хлоридних розплавах із його комплексних сполук / С.А. Кочетова, М.І. Буряк, А.В. Савчук, В.В. Малишев // Украинский химический журнал. — 2013. — Т. 79, № 9. — С. 14-16. — Бібліогр.: 11 назв. — укр.
0041–6045
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/188029
541.138+541.135.3
Встановлено, що в карбамід- та ацетамід-хлоридних розплавах при анодному розчиненні родію утворюються змішані комплекси [Rh(NH₃)₄Cl₂]⁺ квазіоктаедричної будови симетрії D4h. При катодному відновленні отриманих комплексів Rh(III) у досліджуваних розплавах здійснено синтез наночастинок Rh і нанопокриття ними Fe, Cu, Mo.
Установлено, что в карбамид- и ацетамид-хлоридных расплавах при анодном растворении родия образуются смешанные комплексы [Rh(NH₃)₄Cl₂]⁺ квазиоктаэдрического строения симметрии D4h. При катодном восстановлении комплексов Rh(III) в исследуемых расплавах осуществлен синтез наночастичек Rh и нанопокрытия ими Fe, Cu, Mo.
The electrochemical behaviour of rhodium at low-temperature carbamide-chloride and acetamidechloride melts was investigated. The composition and structure of complex ions formed after anodic dissolution have been studied. After electrochemical reduction of [Rh(NH₃)₄Cl₂]⁺complexes, the nanoparticles of Rh and layer of rhodium is formed.
uk
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
Украинский химический журнал
Неорганическая и физическая химия
Синтез металевих наночастинок родію в карбамід- та ацетамід-хлоридних розплавах із його комплексних сполук
Синтез металлических наночастиц родия в карбамид- и ацетамид-хлоридных расплавах из его комплексных соединений
Synthesis of metal’s nanoparticly of rhodium in the carbamide and acetamide-chloride melts from its complex compounds
Article
published earlier
spellingShingle Синтез металевих наночастинок родію в карбамід- та ацетамід-хлоридних розплавах із його комплексних сполук
Кочетова, С.А.
Буряк, М.І.
Савчук, А.В.
Малишев, В.В.
Неорганическая и физическая химия
title Синтез металевих наночастинок родію в карбамід- та ацетамід-хлоридних розплавах із його комплексних сполук
title_alt Синтез металлических наночастиц родия в карбамид- и ацетамид-хлоридных расплавах из его комплексных соединений
Synthesis of metal’s nanoparticly of rhodium in the carbamide and acetamide-chloride melts from its complex compounds
title_full Синтез металевих наночастинок родію в карбамід- та ацетамід-хлоридних розплавах із його комплексних сполук
title_fullStr Синтез металевих наночастинок родію в карбамід- та ацетамід-хлоридних розплавах із його комплексних сполук
title_full_unstemmed Синтез металевих наночастинок родію в карбамід- та ацетамід-хлоридних розплавах із його комплексних сполук
title_short Синтез металевих наночастинок родію в карбамід- та ацетамід-хлоридних розплавах із його комплексних сполук
title_sort синтез металевих наночастинок родію в карбамід- та ацетамід-хлоридних розплавах із його комплексних сполук
topic Неорганическая и физическая химия
topic_facet Неорганическая и физическая химия
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/188029
work_keys_str_mv AT kočetovasa sintezmetalevihnanočastinokrodíûvkarbamídtaacetamídhloridnihrozplavahíziogokompleksnihspoluk
AT burâkmí sintezmetalevihnanočastinokrodíûvkarbamídtaacetamídhloridnihrozplavahíziogokompleksnihspoluk
AT savčukav sintezmetalevihnanočastinokrodíûvkarbamídtaacetamídhloridnihrozplavahíziogokompleksnihspoluk
AT mališevvv sintezmetalevihnanočastinokrodíûvkarbamídtaacetamídhloridnihrozplavahíziogokompleksnihspoluk
AT kočetovasa sintezmetalličeskihnanočasticrodiâvkarbamidiacetamidhloridnyhrasplavahizegokompleksnyhsoedinenii
AT burâkmí sintezmetalličeskihnanočasticrodiâvkarbamidiacetamidhloridnyhrasplavahizegokompleksnyhsoedinenii
AT savčukav sintezmetalličeskihnanočasticrodiâvkarbamidiacetamidhloridnyhrasplavahizegokompleksnyhsoedinenii
AT mališevvv sintezmetalličeskihnanočasticrodiâvkarbamidiacetamidhloridnyhrasplavahizegokompleksnyhsoedinenii
AT kočetovasa synthesisofmetalsnanoparticlyofrhodiuminthecarbamideandacetamidechloridemeltsfromitscomplexcompounds
AT burâkmí synthesisofmetalsnanoparticlyofrhodiuminthecarbamideandacetamidechloridemeltsfromitscomplexcompounds
AT savčukav synthesisofmetalsnanoparticlyofrhodiuminthecarbamideandacetamidechloridemeltsfromitscomplexcompounds
AT mališevvv synthesisofmetalsnanoparticlyofrhodiuminthecarbamideandacetamidechloridemeltsfromitscomplexcompounds