Свойства наноразмерных материалов на основе оксидов марганца и церия, полученных из цитратных растворов
Из цитратных растворов синтезированы прекурсоры для получения индивидуальных и смешанных оксидов церия (IV), марганца (III) и (II)/(III). С использованием термического анализа определена минимальная температура образования оксидов. Проведены исследования фазового состава и морфологии полученных част...
Saved in:
| Published in: | Поверхность |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України
2010
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/39335 |
| 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: | Свойства наноразмерных материалов на основе оксидов марганца и церия, полученных из цитратных растворов / И.А. Фарбун, И.В. Романова, С.А. Хайнаков, С.А. Кириллов // Поверхность. — 2010. — Вип. 2(17). — С. 197-204. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859482563448406016 |
|---|---|
| author | Фарбун, И.А. Романова, И.В. Хайнаков, С.А. Кириллов, С.А. |
| author_facet | Фарбун, И.А. Романова, И.В. Хайнаков, С.А. Кириллов, С.А. |
| citation_txt | Свойства наноразмерных материалов на основе оксидов марганца и церия, полученных из цитратных растворов / И.А. Фарбун, И.В. Романова, С.А. Хайнаков, С.А. Кириллов // Поверхность. — 2010. — Вип. 2(17). — С. 197-204. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Поверхность |
| description | Из цитратных растворов синтезированы прекурсоры для получения индивидуальных и смешанных оксидов церия (IV), марганца (III) и (II)/(III). С использованием термического анализа определена минимальная температура образования оксидов. Проведены исследования фазового состава и морфологии полученных частиц с помощью рентгенофазового анализа, низкотемпературной адсорбции азота, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии. Показано, что цитратный метод позволяет получать наноразмерные материалы с высокой удельной поверхностью и максимальным количеством микропор.
З цитратних розчинів синтезовано прекурсори для одержання індивідуальних та змішаних оксидів церію (IV) та марганцю (III) і (II)/(III). З використанням термічного аналізу знайдено мінімальну температуру утворення оксидів. Проведені дослідження фазового складу та морфології одержаних частинок за допомогою рентгенофазового аналізу, низькотемпературної адсорбції азоту, скануючої та трансмісійної електронної мікроскопії. Показано, що цитратний метод дозволяє одержувати нанорозмірні матеріали з високими значеннями питомої поверхні та максимальною кількістю мікропор.
Precursors for obtaining individual and mixed oxides of cerium (IV) and manganese (III), (II)/(III) have been synthesized from citric solutions. The minimal temperatures of oxide formation have been determined by means of thermogravimetric analysis. The investigations of phase composition and morphology of obtained particles have been carried out using X-ray diffraction method, low temperature adsorption of nitrogen, scanning and transmission electron microscopies. It has been shown that citric acid aided route enables one to obtain nanosized materials of high specific surface area and maximal amount of micropores.
|
| first_indexed | 2025-11-24T15:11:10Z |
| format | Article |
| fulltext |
Поверхность. 2010. Вып. 2(17). С. 197–204 197
УДК 547.477:546.655:546.71
СВОЙСТВА НАНОРАЗМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
НА ОСНОВЕ ОКСИДОВ МАРГАНЦА И ЦЕРИЯ,
ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ ЦИТРАТНЫХ РАСТВОРОВ
И.А. Фарбун1, И.В. Романова1, С.А. Хайнаков2, С.А. Кириллов1,3
1
Институт сорбции и проблем эндоэкологии Национальной академии наук Украины
ул. Генерала Наумова, 13, Киев, 03164, Украина
2
Химический факультет университета Овьедо, г. Овьедо, Испания
3
Межведомственное отделение электрохимической энергетики Национальной академии
наук Украины бул. Акад. Вернадского, 38а, Киев, 03142, Украина
е-mail khain@ispe.kiev.ua, kir@i.kiev.ua
Из цитратных растворов синтезированы прекурсоры для получения индивидуальных и
смешанных оксидов церия (IV), марганца (III) и (II)/(III). С использованием термического анализа
определена минимальная температура образования оксидов. Проведены исследования фазового
состава и морфологии полученных частиц с помощью рентгенофазового анализа,
низкотемпературной адсорбции азота, сканирующей и просвечивающей электронной
микроскопии. Показано, что цитратный метод позволяет получать наноразмерные материалы
с высокой удельной поверхностью и максимальным количеством микропор.
Введение
Смешанные оксиды марганца и церия часто применяются в качестве
катализаторов экологического направления. Их эффективность обусловлена свойством
марганца находиться в нескольких степенях окисления и способностью оксида церия
переносить активный кислород [1]. Для синтеза марганец-церий оксидных
катализаторов используются как традиционные методы – осаждение и
высокотемпературное разложение [2–7], так и альтернативные методы, основанные на
принципах золь-гель технологии [1, 5–9].
Используя цитратный метод синтеза многофункциональных оксидных материалов
[10], позволяющий регулировать размер кристаллитов, удельную поверхность и
пористость образующихся веществ, мы подобрали оптимальные условия для синтеза
цитратных прекурсоров [11] и их термической обработки [12]. Оказалось, что
морфология получаемых материалов значительно влияет на их каталитические свойства
[13].
Анализ литературных данных о структуре наиболее активных фаз в марганец-
церий оксидных катализаторах не приводит к однозначным выводам. В статье [2] на
основании ренгенофазового анализа для соединений состава nMnOx–(1-n)CeO2 доказано
существование твердых растворов при n ≤ 0,5 и отдельных фаз Mn2O3 и CeO2 при
n > 0,75. Частичное замещение атомов церия атомами марганца происходит благодаря
структурному подобию Mn2O3 и CeO2. Авторы [1, 7, 8] согласны с образованием
твердых растворов при небольших количествах марганца, но при n > 0,75 сообщают о
наличии отдельной фазы Mn3O4.
Учитывая вышесказанное, в данной статье с использованием методов
дифференциального термического анализа, рентгенофазового анализа, порометрии,
сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии детально изучена
морфология смешанных оксидов марганца и церия, получаемых по разработанной нами
цитратной методике, и ее зависимость от состава прекурсора.
198
Экспериментальная часть
Для синтеза индивидуальных прекурсоров [12, 13] смешивали растворы нитратов
марганца (II) или церия (III) и лимонной кислоты, при мольном соотношении
компонентов 1:1 и 1:2. Смешанные прекурсоры получены для составов 0,25Mn(NО3)2–
0,75Ce(NО3)3–лимонная кислота и 0,75Mn(NО3)2–0,25Ce(NО3)3–лимонная кислота при
мольном соотношении общего количества металлов к кислоте 1:2. Термической
обработкой прекурсоров при 400 ºC получены индивидуальные и смешанные оксиды
(MnОx, CeO2, 0,25MnОx–0,75CeO2 и 0,75MnОx–0,25CeO2). Содержание ионов церия
определяли методом прямого титрования раствором ЭДТА в ацетатном буферном
растворе с ксиленоловым оранжевым, марганца – обратным титрованием раствором
сульфата магния в аммиачном буферном растворе с эриохромом черным Т [14],
концентрацию лимонной кислоты находили методом кислотно-основного титрования
[15]. Термическое разложение прекурсоров исследовали на дериватографе Q-1500D.
Образцы изучали с помощью сканирующей (JEOL JSM-35 SF) и просвечивающей
электронной микроскопии (JEOL–2000 EX–II), рентгеновской дифрактометрии (Philips
X’Pert Pro PW 3040, Cu-Kα-излучение, λ = 0,15418 нм). Процентный состав материалов
получен с помощью программы расчетов PowderCell по уравнению Ритвельда [16]. Для
нахождения среднего размера кристаллитов использовали метод ширины рентгеновских
линий, основанный на уравнении Шеррера [17]. Расчет относительной интенсивности
рефлексов и полуширины линии проводили с помощью компьютерной программы PFM
(Origin Module Pack File). Удельную поверхность (Sуд.) измеряли методом БЭТ по
изотермам адсорбции–десорбции азота при температуре 77 К с использованием
газоадсорбционного анализатора NOVA 2200 (Quantachromе, USA). Распределение пор
по размерам рассчитывали по десорбционным ветвям изотерм при помощи программы
Nova Win 2,0 по методу BJH. Суммарный объем пор оценивали по объему жидкого
азота, адсорбированного при относительном давлении р/ро=0,99. t-Метод использовали
для оценки объема мезо- и микропор. Объем мезопор рассчитывали как разницу между
суммарным объемом пор и объемом микропор.
Результаты и их обсуждение
На рис. 1 изображены термогравиметрические кривые индивидуальных и
смешанных цитратов церия и марганца с соотношением общего количества металлов к
лимонной кислоте, равным 1:2. Видно, что лишь для образца цитрата церия кривая ТГ
имеет ярко выраженный ступенчатый характер, разложение остальных цитратов не
сопровождается образованием четких промежуточных соединений.
Аналогично ранее изученным нами системам [12, 13], процесс разложения
прекурсоров включает две стадии. Первая – удаление физически связанной воды (~100–
120 ºC), потеря массы до 10 %. В случае церия она сопровождается небольшим
экзотермическим пиком (125 ºC), мы предполагаем в этой области процесс
кристаллизации цитрата церия. Вторая стадия соответствует разложению органической
составляющей прекурсора и существенно отличается для различных систем. Во всех
случаях на кривых ДTA наблюдались различные по форме экзотермические эффекты.
Для образца церий–лимонная кислота с эквимолярным соотношением компонентов (не
приведен на рис. 1) процесс разложения происходит в одну стадию и заканчивается при
температуре 195 °С, потеря массы 75,4 % соответствует образованию оксида церия (IV).
Двукратное увеличение количества лимонной кислоты в синтезе приводит к
значительному расширению температурного интервала разложения, он включает
образование цитраконата церия Се(С5H4О4)2 при 280 ºC (потеря массы 39,0 %) и
образование оксида церия (IV) при 350 ºC (65,2 %).
199
0 100 200 300 400 500 600
80
70
60
50
40
30
20
10
0
T, oC
п
о
т
е
р
я
м
а
с
с
ы
, %
31
2
4
Рис. 1. Термогравиметрические кривые в системах Ce(NO3)3–лимонная кислота (1),
0,25Mn(NО3)2–0,75Ce(NО3)3–лимонная кислота (2), 0,75Mn(NО3)2–
0,25Ce(NО3)3–лимонная кислота (3) и Mn(NО3)2–лимонная кислота (4) при
мольном соотношении компонентов 1:2.
Для систем с марганцем расчет дериватограм осложнен неизвестным составом
конечных оксидов. Экзотермические эффекты имеют более размытые очертания,
особенно в случае прекурсора Mn(NО3)2–лимонная кислота с соотношением 1:2 и
соединения 0,25Mn(NО3)2–0,75Ce(NО3)3–лимонная кислота. Термическое разложение
индивидуальных цитратов марганца заканчивается при температуре 380 °С (1:1, потеря
массы 73,9 %) и 450 ºC (1:2, 69,4 %) с образованием оксида марганца условного состава
MnОx. Дериватограммы смешанных образцов существенно отличаются друг от друга.
Для образца 0,75Mn(NО3)2–0,25Ce(NО3)3–лимонная кислота процесс разложения
заканчивается при температуре 380 ºC. Процесс разложения для образца с меньшим
содержанием марганца затягивается до 450 ºC. Кроме указанных эффектов, для всех
образцов с марганцем мы обнаружили малоинтенсивный экзотермический эффект уже
после образования оксидов, не сопровождающийся потерей массы. Скорее всего,
происходят фазовые переходы оксидов марганца.
Ранее по результатам рентгенофазового анализа было установлено [13], что
рентгенограммы термообработанных образцов цитрата церия содержат дифракционные
пики, характерные для кубической фазы CeO2 (церианит) (JCPDS−ICDD, 43−1002).
Цитратные прекурсоры марганца после термообработки при 400 °С образуют две
фазы: кубический Mn2O3 (биксбиит) и орторомбический Mn3O4 (гаусманит) (табл. 1).
Рентгенораммы соответствуют банку эталонов американского комитета стандартизации
порошковых дифракционных данных (JCPDS–ICDD, 24−508 и 24−734 соответственно).
Расчет по методу Ритвельда показывает, что образец с эквимолярным соотношением
компонентов содержит 77,8 % гаусманита и 22,2 % биксбиита (средний размер
кристаллитов 6 и 18 нм соответственно). Образец с двукратным избытком лимонной
кислоты содержит 82,8 % гаусманита и 17,2 % биксбиита (размер частиц 8 и 22 нм
соответственно).
На дифрактограмме смешанного образца 0,25MnОх–0,75CeО2, полученного
термообработкой при 400 оС, пиков оксида марганца не наблюдается. Рассчитанный
параметр решетки оксида церия в образце 0,25MnОх–0,75CeО2 меньше (0,5406 нм), чем
для индивидуального оксида церия (0,54113 нм). Это свидетельствует о том, что ионы
200
марганца включены в решетку оксида церия, образуя твердые растворы с решеткой
флюорита. Для смешанных образцов 0,75MnОх–0,25CeО2 и 0,25MnОх–0,75CeО2
рассчитанные параметры решетки совпадают. Это служит доказательством того, что в
обоих случаяхобразуется твердый раствор одинакового состава. Избыток марганца идет
на образование фазы гаусманита, что подтверждается также наличием на
дифрактограмме пика при 36,1оС. Средний размер кристаллитов, рассчитанный по
уравнению Шеррера для смешанных образцов, не превышает 5 нм, т.е. все полученные
материалы являются наноразмерными.
Таблица 1. Рентгенофазовый анализ оксидов церия и марганца, полученных из
цитратных прекурсоров с соотношением компонентов 1:2
термообработкой при 400 °С
Образец
Экспериментальные данные Проиндексированные
фазы 2θ d, A I, % hkl
CeО2
28,53
33,07
47,49
56,39
59,12
3,12873
2,70836
1,91458
1,63153
1,5626
100
29
60
48
12
111
200
220
311
222
CeO2 церианит
MnОх
17,8*
23,10
28,84*
32,86
36,06*
38,20
44,40*
4,9868
3,8458
3,1343
2,7186
2,4935
2,3549
2,0446
33
20
36
100
100
36
31
101
211
122
222
211
400
220
Mn2O3 биксбиит,
Mn3O4* гаусманит
0,75MnОх–
0,25CeО2
28,9
33,5
36,1*
41,5
48,2
56,9
3,08935
2,67492
2,48801
2,1759
1,88793
1,61821
100
75
68
52
63
67
211
твердый раствор
Ce0,75Mn0,25Ox,
Mn3O4* гаусманит
0,25MnОх–
0,75CeО2
28,9
33,4
47,2
56,3
70,1
77,5
3,08935
2,6827
1,92557
1,63402
1,34235
1,23162
100
48
51
43
21
26
твердый раствор
Ce0,75Mn0,25Ox
Полученные данные о составе фаз не противоречат литературным, Mn3О4 также
зафиксировали при получении смешанных оксидов альтернативными методами с
участием реагентов, способных частично задерживать полное окисление марганца до
трехвалентного состояния (в нашем случае лимонная кислота) [1, 7, 8]. При
использовании методов осаждения с последующим термическим разложением марганец
окисляется, образуя фазу Mn2О3 [2, 4, 6]. После полного разложения лимонной кислоты
(> 450 ºC) возможно дальнейшее окисление марганца ─ при температуре 900 ºC расчет
по методу Ритвельда показал значительное увеличение процентного содержания фазы
биксбиита от 22,2 % до 67 % (состав 1:1).
201
По данным сканирующей электронной микроскопии образец оксида марганца
(1:2) представляет собой неоднородный материал, состоящий из агломератов частиц с
поперечником > 200 нм (рис. 2 а) и имеющий, соответственно, невысокую удельную
поверхность (табл. 2). Образец оксида церия более однороден и имеет агрегаты
меньшего размера. Согласно данным просвечивающей электронной микроскопии
индивидуальные и смешанные образцы оксидов церия и марганца являются
наноразмерными материалами с частицами, имеющими форму, близкую к сферической,
и достаточно развитую поверхность (рис. 2 б).
а
б
Рис. 2. Микрофотографии образцов оксида марганца, полученного из цитратного
прекурсора с мольным соотношением компонентов 1:2 термической обработкой
при 400 °С с использованием сканирующей (а, ×30000) и просвечивающей
(б, ×400000) электронной микроскопии.
На рис. 3, а представлены изотермы адсорбции азота, измеренные на
индивидуальных и смешанных образцах оксидов марганца и церия, полученных из
цитратных прекурсоров термообработкой при 400 °С. Они принадлежат ко II типу
классификации IUPAC с петлей гистерезиса типа Н3 [18]. Для всех образцов начальная
часть изотерм, которая относится к микропористой области, незначительна. Наличие
гистерезиса во всех изотермах указывает на увеличение доли переходных пор. Самое
сильное расширение петли гистерезиса наблюдается у смешанного образца 0,75MnОх–
0,25CeО2, т. е. он наиболее мезопористый.
Полная информация о пористой структуре индивидуальных и смешанных оксидов
марганца и церия представлена в табл. 2. Следует отметить, что значения удельных
поверхностей полученных нами смешанных оксидов значительно превышают как
значения удельных поверхностей для оксидов того же состава, но полученных другими
методами [2], так и полученных цитратным методом [5, 7, 9]. Удельная поверхность
образца 0,75MnОх–0,25CeО2 равна сумме значений удельных поверхностей
индивидуальных оксидов, что служит косвенным подтверждением гипотезы об
образовании отдельной фазы.
Анализ экспериментальных данных свидетельствует, что из синтезированных
образцов минимальным объемом сорбционных пор и наименее развитой удельной
поверхностью обладает оксид церия. У исходных образцов оксидов марганца полностью
отсутствуют микропоры. Введение в их структуру 25 % оксида церия также не приводит
к появлению микропористости. С увеличением содержания оксида церия до 75 % в
смешанном образце 0,25MnОх–0,75CeО2 количество микропор повышается до 20 %, что
вызывает значительное увеличение удельной поверхности. Поскольку принятая в
202
литературе [19] область нанопор (от 0,5 до 50 нм) охватывает как микро-, так и
мезопоры, все исследуемые образцы являются нанопористыми материалами с
преобладанием мезопор.
0.0 0.3 0.6 0.9 1.2
0
20
40
60
80
100
120
140 а
dV
/d
(
lo
g
r)
r
V
P/Po
1 10 100
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
б
Рис. 3. Изотермы адсорбции азота (а) и дифференциальные кривые распределения
объема пор по радиусам (б) на термообработанных при 400 °С образцах MnOx
(■), CeO2 (○), 0,75MnОх–0,25CeО2 (∆) и 0,25MnОх–0,75CeО2 (▲) при мольном
соотношении компонентов1:2.
Таблица 2. Характеристики пористости и размер частиц оксидов марганца и церия
Sуд., м
2/г V, см3/г Доля
микро-
пор, %
rср,
нм
rдес.,
нм
DS,
нм общая микро мезо oбщий микро мезо
CeO2 1:2
40,51 17,76 22,75 0,0857 8,69·10-3 0,077 10,14 4,2 1,9 20
MnОх 1:1
46,02 0 46,02 0,3802 0 0,380
2
0 16,5
3
8,9 27
MnОх 1:2
44,36 0 44,36 0,2237 0 0,223
7
0 10,0
9
3,8 28
0,75MnОх–0,25CeО2
87,88 0 87,88 0,2227 0 0,222
7
0 5,06
7
2,11 12
0,25MnОх–0,75CeО2
113 55,56 57,42 0,1282 2,51·10-2 0,103
1
19,59 2,26
9
1,9 8
На рис. 3, б изображены дифференциальные кривые распределения объема пор по
радиусам, полученные на основе десорбционной ветви капиллярной конденсации азота.
Из них видно, что исходный образец оксида марганца широкопористый, средний размер
пор 10 нм. Обогащение его структуры атомами церия приводит к значительному
увеличению удельной поверхности (почти в 3 раза) и уменьшению радиусов пор
(до 2 нм).
203
Выводы
Используемый нами вариант цитратного метода синтеза позволяет получать
смешанные оксиды марганца и церия при достаточно низких температурах (до 450 оС).
Фазовый состав оксидов зависит от количества лимонной кислоты, соотношения
металлов в исходном растворе, а также температуры обработки. Образование твердых
растворов между оксидами марганца и церия позволяет достичь высокой удельной
поверхности и максимального содержания микропор в материале состава 0,25MnОх–
0,75CeО2.
Литература
1. Delimaris D., Ioannides T. VOC oxidation over MnOx–CeO2 catalysts prepared by a
combustion method // Appl. Catal. B: Environmental. – 2008. – V. 84. – № 1–2. – P.
303–312.
2. Machida M., Uto M., Kurogi D., Kijima T. MnOx–CeO2 binary oxides for catalytic NOx
sorption at low temperature. Sorptive removal of NOx // Chem. Mater. – 2000. – V. 12. –
№ 10. – P. 3158–3164.
3. Kang CH.Y., Kusaba H., Yahiro H., Sasaki K., Teraoka Y. Preparation, characterization
and electrical property of Mn-doped ceria-based oxides // Solid State Ionics. – 2006. – V.
177. – № 19–25. – P. 1799–1802.
4. Tikhomirov K., Kröcher O., Elsener M., Wokaun A. MnOx–CeO2 mixed oxides for the
low-temperature oxidation of diesel soot // Appl. Catal. B: Environmental. – 2006. – V.
64. – № 1–2. – P. 72–78.
5. Tang X., Li Y., Huang X., Xu Y., Zhu H., Wang J., Shen W. MnOx–CeO2 mixed oxide
catalysts for complete oxidation of formaldehyde: effect of preparation method and
calcinations temperature // Appl. Catal. B: Environmental. – 2006. – V. 62. – № 3–4. –
P. 265–273.
6. Qi G., Yang R.T. Characterization and FTIR studies of MnO–CeO2 catalyst for low-
temperature selective catalytic reduction of NO with NH3 // J. Phys. Chem. B. – 2004. –
V. 108. – № 40. – P. 15738–15747.
7. Zhou G., Shah P.R., Gorte R.J. A study of cerium-manganese mixed oxides for oxidation
catalysis // J. Catalysis Letters. – 2008. – V. 120. – № 3–4. – P. 191–197.
8. Wu X., Liang Q., Weng D., Fan J., Ran R. Synthesis of CeO2–MnOх mixed oxides and
catalytic performance under oxygen-rich condition // Catal. Today. – 2007. – V. 126. –
№ 3–4. – P. 430–435.
9. Zhang H., Jang W., Li D., Wang X. Influence of preparation method on the performance
of Mn–Ce–O catalysts // React. Kinet. and Catal. Lett. – 2009. – V. 97. – № 2. – P. 263–
268.
10. Kirillov S. A., Romanova I. V., Farbun I.A. // NATO-CARWC “New Carbon Based
Materials for Electrochemical Energy Storage Systems” - Dordrecht: Kluwer acad. publ.,
2006. P. 495–504.
11. Фарбун И.А., Романова И.В., Териковская Т.Е., Дзанашвили Д.И., Кириллов С.А.
Комплексообразование при синтезе оксида цинка из лимоннокислых растворов //
Журн. прикл. xимии. – 2007. – Т. 80. – № 11. – С. 1773–1778.
12. Романова И.В., Фарбун И.А., Хайнаков С.А., Кириллов С.А. Cвойства
наноразмерного оксида цинка, полученного из лимоннокислых растворов //
Вопросы химии и хим. технологии. – 2008. – № 6. – С. 130–134.
13. Романова И.В., Фарбун И.А., Хайнаков С.А., Кириллов С.А., Зажигалов В.А.
Исследование каталитических свойств материалов на основе оксидов переходных
металлов и церия // Доп. НАН України. – 2008. – № 10. – C. 154–159.
204
14. Шварценбах Г., Флашка Г. Комплексонометрическое титрование. – Москва:
Химия, 1970. – 360 с.
15. Бабко А.К., Пятницкий И.В. Количественный анализ. – Киев: Вища школа, 1972. –
350 с.
16. Rietveld H.M. A profile refinement method for nuclear and magnetic structures // J. of
Appl. Crystallogr. – 1969. – V. 2. – P. 65–71.
17. Камерон Г., Паттерсон А. Рентгенографическое определение размеров частиц //
Успехи физ. наук. – 1939. – Т. 22. – № 4. – С. 442–448.
18. Sing K.S.W., Everett D.H., Haul R.A.W. et. al. Reporting physisorption data for
gas/solid systems with special reference to the determination of surface area and
porosity // Pure Appl. Chem. – 1985. – V. 51. – № 4. – P. 603–619.
19. Сергеев Г.Б. Нанохимия. – Москва: Изд-во Моск. ун-та, 2007. – 336 с.
ВЛАСТИВОСТІ НАНОРОЗМІРНИХ ОКСИДІВ МАРГАНЦЮ
ТА ЦЕРІЮ, ОДЕРЖАНИХ З ЦИТРАТНИХ РОЗЧИНІВ
І.А. Фарбун1, І.В. Романова1, С.А. Хайнаков2, С.О. Кириллов1,3
1
Інститут сорбції та проблем ендоекології Національної академії наук України
вул. Генерала Наумова, 13, Київ, 03164, Україна
2
Хімічний факультет університету Ов’єдо, м. Ов’єдо, Іспанія,
3
Межвідомче відділення електрохімічної енергетики Національної академії наук
України, бул. Акад. Вернадського, 38а, Київ, 03142, Україна
е-mail: khain@ispe.kiev.ua, kir@i.kiev.ua
З цитратних розчинів синтезовано прекурсори для одержання індивідуальних та
змішаних оксидів церію (IV) та марганцю (III) і (II)/(III). З використанням термічного аналізу
знайдено мінімальну температуру утворення оксидів. Проведені дослідження фазового складу
та морфології одержаних частинок за допомогою рентгенофазового аналізу,
низькотемпературної адсорбції азоту, скануючої та трансмісійної електронної мікроскопії.
Показано, що цитратний метод дозволяє одержувати нанорозмірні матеріали з високими
значеннями питомої поверхні та максимальною кількістю мікропор.
PROPERTIES OF NANOSIZED CERIUM AND MANGANESE
OXIDES PREPARED FROM CITRATE SOLUTIONS
I.A. Farbun1, I.V. Romanova1, S.A. Khainakov2 and S.A. Kirillov1,3
1Institute of Sorption and Problems of Endoecology, National Academy of Sciences of Ukraine,
2University of Oviedo, Department of Chemistry, Oviedo, Spain
3Joint Department of Electrochemical Energy Systems, National Academy of Sciences of
Ukraine,
Precursors for obtaining individual and mixed oxides of cerium (IV) and manganese (III),
(II)/(III) have been synthesized from citric solutions. The minimal temperatures of oxide formation have
been determined by means of thermogravimetric analysis. The investigations of phase composition and
morphology of obtained particles have been carried out using X-ray diffraction method, low
temperature adsorption of nitrogen, scanning and transmission electron microscopies. It has been
shown that citric acid aided route enables one to obtain nanosized materials of high specific surface
area and maximal amount of micropores.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-39335 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0106 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-24T15:11:10Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Фарбун, И.А. Романова, И.В. Хайнаков, С.А. Кириллов, С.А. 2012-12-15T12:12:32Z 2012-12-15T12:12:32Z 2010 Свойства наноразмерных материалов на основе оксидов марганца и церия, полученных из цитратных растворов / И.А. Фарбун, И.В. Романова, С.А. Хайнаков, С.А. Кириллов // Поверхность. — 2010. — Вип. 2(17). — С. 197-204. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. XXXX-0106 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/39335 547.477:546.655:546.71 Из цитратных растворов синтезированы прекурсоры для получения индивидуальных и смешанных оксидов церия (IV), марганца (III) и (II)/(III). С использованием термического анализа определена минимальная температура образования оксидов. Проведены исследования фазового состава и морфологии полученных частиц с помощью рентгенофазового анализа, низкотемпературной адсорбции азота, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии. Показано, что цитратный метод позволяет получать наноразмерные материалы с высокой удельной поверхностью и максимальным количеством микропор. З цитратних розчинів синтезовано прекурсори для одержання індивідуальних та змішаних оксидів церію (IV) та марганцю (III) і (II)/(III). З використанням термічного аналізу знайдено мінімальну температуру утворення оксидів. Проведені дослідження фазового складу та морфології одержаних частинок за допомогою рентгенофазового аналізу, низькотемпературної адсорбції азоту, скануючої та трансмісійної електронної мікроскопії. Показано, що цитратний метод дозволяє одержувати нанорозмірні матеріали з високими значеннями питомої поверхні та максимальною кількістю мікропор. Precursors for obtaining individual and mixed oxides of cerium (IV) and manganese (III), (II)/(III) have been synthesized from citric solutions. The minimal temperatures of oxide formation have been determined by means of thermogravimetric analysis. The investigations of phase composition and morphology of obtained particles have been carried out using X-ray diffraction method, low temperature adsorption of nitrogen, scanning and transmission electron microscopies. It has been shown that citric acid aided route enables one to obtain nanosized materials of high specific surface area and maximal amount of micropores. ru Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України Поверхность Наноматериалы и нанотехнологии Свойства наноразмерных материалов на основе оксидов марганца и церия, полученных из цитратных растворов Властивості нанорозмірних оксидів марганцю та церію, одержаних з цитратних розчинів Properties of nanosized cerium and manganese oxides prepared from citrate solutions Article published earlier |
| spellingShingle | Свойства наноразмерных материалов на основе оксидов марганца и церия, полученных из цитратных растворов Фарбун, И.А. Романова, И.В. Хайнаков, С.А. Кириллов, С.А. Наноматериалы и нанотехнологии |
| title | Свойства наноразмерных материалов на основе оксидов марганца и церия, полученных из цитратных растворов |
| title_alt | Властивості нанорозмірних оксидів марганцю та церію, одержаних з цитратних розчинів Properties of nanosized cerium and manganese oxides prepared from citrate solutions |
| title_full | Свойства наноразмерных материалов на основе оксидов марганца и церия, полученных из цитратных растворов |
| title_fullStr | Свойства наноразмерных материалов на основе оксидов марганца и церия, полученных из цитратных растворов |
| title_full_unstemmed | Свойства наноразмерных материалов на основе оксидов марганца и церия, полученных из цитратных растворов |
| title_short | Свойства наноразмерных материалов на основе оксидов марганца и церия, полученных из цитратных растворов |
| title_sort | свойства наноразмерных материалов на основе оксидов марганца и церия, полученных из цитратных растворов |
| topic | Наноматериалы и нанотехнологии |
| topic_facet | Наноматериалы и нанотехнологии |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/39335 |
| work_keys_str_mv | AT farbunia svoistvananorazmernyhmaterialovnaosnoveoksidovmargancaiceriâpolučennyhizcitratnyhrastvorov AT romanovaiv svoistvananorazmernyhmaterialovnaosnoveoksidovmargancaiceriâpolučennyhizcitratnyhrastvorov AT hainakovsa svoistvananorazmernyhmaterialovnaosnoveoksidovmargancaiceriâpolučennyhizcitratnyhrastvorov AT kirillovsa svoistvananorazmernyhmaterialovnaosnoveoksidovmargancaiceriâpolučennyhizcitratnyhrastvorov AT farbunia vlastivostínanorozmírnihoksidívmargancûtaceríûoderžanihzcitratnihrozčinív AT romanovaiv vlastivostínanorozmírnihoksidívmargancûtaceríûoderžanihzcitratnihrozčinív AT hainakovsa vlastivostínanorozmírnihoksidívmargancûtaceríûoderžanihzcitratnihrozčinív AT kirillovsa vlastivostínanorozmírnihoksidívmargancûtaceríûoderžanihzcitratnihrozčinív AT farbunia propertiesofnanosizedceriumandmanganeseoxidespreparedfromcitratesolutions AT romanovaiv propertiesofnanosizedceriumandmanganeseoxidespreparedfromcitratesolutions AT hainakovsa propertiesofnanosizedceriumandmanganeseoxidespreparedfromcitratesolutions AT kirillovsa propertiesofnanosizedceriumandmanganeseoxidespreparedfromcitratesolutions |