Твердофазний синтез сполук MINi2MIV(PO4)3 (МI – Li, Na, K; MIV – Ti, Zr, Sn)
Double phosphates compounds may possess catalytic, magnetic, electrophysical, non-linear optical properties and are used as monocrystals or polycrystals, ceramics etc. The tailor-made synthesis of double phosphates of alkali and multivalent metals is the basis for the in-depth research and investiga...
Gespeichert in:
| Datum: | 2023 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2023
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/691 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543949724844032 |
|---|---|
| author | Petrenko, O. V. Lavrik, R. V. Galimova, V. M. |
| author_facet | Petrenko, O. V. Lavrik, R. V. Galimova, V. M. |
| author_sort | Petrenko, O. V. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-09-13T11:17:44Z |
| description | Double phosphates compounds may possess catalytic, magnetic, electrophysical, non-linear optical properties and are used as monocrystals or polycrystals, ceramics etc. The tailor-made synthesis of double phosphates of alkali and multivalent metals is the basis for the in-depth research and investigation of physical and chemical properties, composition and structure of the compounds to be used for the development of new materials for multi-purpose use.Episodic syntheses of compounds MI3MIІMIV(PO4)3, MI2MIIMIV(P2O7)2, MI2MII(PO3)4 and МІMІІ4(РО4)3 3 (where МI – Li, Na, K; МIІ – Mn, Co, Ni; MIV – Zr), were made from various starting materials by the sintering method. After all, the selection of compounds for the synthesis of compounds of this type is a rather difficult task, often impossible. A systematic approach to the selection of starting reagents, temperature regime, interaction time between components are factors that can be adjusted and operated to achieve the target.The work used the method of solid-phase synthesis, after working out the synthesis method on the “model” Na2NiZr(P2O7)2. The synthesis was carried out starting from Na2CO3, NiO, CoO, ZrO2, ammonium hydro- and dihydrogen phosphate. The synthesis of compounds was carried out based on preliminary derivatographic studies of the passage of processes according to the corresponding reaction schemes. Completeness of synthesis stages was monitored at all stages using physico-chemical research methods.The DTA method confirmed the possibility of solid-phase synthesis of complex phosphate compounds that contain several transition metals – MINi2MIV(PO4)3 (where МI – Li, Na, K; MIV – Ti, Zr, Sn). The optimal temperature conditions for obtaining a number of phosphate compounds based on various starting substances for their synthesis have been found.The synthesized compounds were investigated by X-ray diffraction, DTA and IR spectroscopy, and their complete chemical analysis was carried out. The influence of a number of factors on the conditions of production of phosphate compounds of the MINi2MIV(PO4)3 (where МI – Li, Na, K; MIV – Ti, Zr, Sn) has been found. It can be assumed that the ionic conductivity in the synthesized compounds is of the “NASICON” type, and therefore the synthesized substances can be used as functional materials with valuable electro-physical properties. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:35:04Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-691 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-17T12:08:35Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-6912023-09-13T11:17:44Z Solid-phase synthesis of MINi2MIV(PO4)3 compounds (МI – Li, Na, K; MIV – Ti, Zr, Sn) Твердофазний синтез сполук MINi2MIV(PO4)3 (МI – Li, Na, K; MIV – Ti, Zr, Sn) Petrenko, O. V. Lavrik, R. V. Galimova, V. M. phosphates XRD/RSA analysis isotherms IR-spectroscopy solid state synthesis derivatographic investigation фосфати РФА аналіз ізотерми ІЧ-спектроскопія твердофазний синтез дериватографічні дослідження Double phosphates compounds may possess catalytic, magnetic, electrophysical, non-linear optical properties and are used as monocrystals or polycrystals, ceramics etc. The tailor-made synthesis of double phosphates of alkali and multivalent metals is the basis for the in-depth research and investigation of physical and chemical properties, composition and structure of the compounds to be used for the development of new materials for multi-purpose use.Episodic syntheses of compounds MI3MIІMIV(PO4)3, MI2MIIMIV(P2O7)2, MI2MII(PO3)4 and МІMІІ4(РО4)3 3 (where МI – Li, Na, K; МIІ – Mn, Co, Ni; MIV – Zr), were made from various starting materials by the sintering method. After all, the selection of compounds for the synthesis of compounds of this type is a rather difficult task, often impossible. A systematic approach to the selection of starting reagents, temperature regime, interaction time between components are factors that can be adjusted and operated to achieve the target.The work used the method of solid-phase synthesis, after working out the synthesis method on the “model” Na2NiZr(P2O7)2. The synthesis was carried out starting from Na2CO3, NiO, CoO, ZrO2, ammonium hydro- and dihydrogen phosphate. The synthesis of compounds was carried out based on preliminary derivatographic studies of the passage of processes according to the corresponding reaction schemes. Completeness of synthesis stages was monitored at all stages using physico-chemical research methods.The DTA method confirmed the possibility of solid-phase synthesis of complex phosphate compounds that contain several transition metals – MINi2MIV(PO4)3 (where МI – Li, Na, K; MIV – Ti, Zr, Sn). The optimal temperature conditions for obtaining a number of phosphate compounds based on various starting substances for their synthesis have been found.The synthesized compounds were investigated by X-ray diffraction, DTA and IR spectroscopy, and their complete chemical analysis was carried out. The influence of a number of factors on the conditions of production of phosphate compounds of the MINi2MIV(PO4)3 (where МI – Li, Na, K; MIV – Ti, Zr, Sn) has been found. It can be assumed that the ionic conductivity in the synthesized compounds is of the “NASICON” type, and therefore the synthesized substances can be used as functional materials with valuable electro-physical properties. Подвійні фосфати можуть мати каталітичні, електрофізичні, магнітні, нелінійно-оптичні властивості і широко використовуються у вигляді моно- та полікристалів, кераміки, матеріалів тощо. Цілеспрямований синтез подвійних фосфатів лужних та полівалентних металів є фундаментом для більш детального вивчення та дослідження фізико-хімічних характеристик, будови, складу та структури сполук, які будуть використовуватися у розробці нових матеріалів для багатопрофільного призначення.З літератури відомі епізодичні синтези сполук MI3MIІMIV(PO4)3, MI2MIIMIV(P2O7)2, MI2MII(PO3)4 та МІMІІ4(РО4)3 (де МI – Li, Na, K; МIІ – Mn, Co, Ni; MIV – Zr), проведені з різних вихідних речовин методом спікання. Підбір речовин для синтезу сполук такого типу – доволі важка задача, часто нездійсненна. Системний підхід щодо вибору вихідних реагентів, температурного режиму, часу взаємодії між компонентами – це фактори, якими можна регулювати та оперувати для досягнення цілі.В роботі використовували метод твердофазного синтезу, після відпрацювання методики одержання на «моделі» Na2NiZr(P2O7)2. Синтез проводили виходячи з Na2CO3, NiO, CoO, ZrO2, NH4H2PO4 та (NH4)2HPO4 та базуючись на попередніх дериватографічних дослідженнях перебігу процесів за відповідними схемами реакцій. Повноту проходження етапів синтезу контролювали на всіх етапах, використовуючи фізико-хімічні методи дослідження.Методом ДТА підтверджено можливість твердофазного синтезу складних фосфатних сполук, які містять кілька перехідних металів - MINi2MIV(PO4)3 (де МI – Li, Na, K; MIV – Ti, Zr, Sn). Встановлено оптимальні температурні умови для отримання ряду фосфатних сполук, виходячи з різних вихідних речовин для їхнього синтезу (остаточне прожарювання сумішей проводили при 900–950 °С протягом однієї доби). Синтезовані сполуки досліджені методами РФА, ДТА та ІЧ-спектроскопії, проведено їхній повний хімічний аналіз. Встановлений вплив ряду факторів на умови одержання твердофазним способом фосфатних сполук типу MINi2MIV(PO4)3 (де МI – Li, Na, K; MIV – Ti, Zr, Sn). Можна припустити наявність іонної провідності у синтезованих сполуках, оскільки вони належать до структури типу «NASICON», а тому синтезовані речовини можна буде використовувати як функціональні матеріали з цінними електрофізичними властивостями. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2023-08-27 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/691 10.15407/hftp14.03.407 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 14 No. 3 (2023): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 407-414 Химия, физика и технология поверхности; Том 14 № 3 (2023): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 407-414 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 14 № 3 (2023): Хімія, фізика та технологія поверхні; 407-414 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp14.03 uk https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/691/706 Copyright (c) 2023 O. V. Petrenko, R. V. Lavrik, V. M. Galimova |
| spellingShingle | фосфати РФА аналіз ізотерми ІЧ-спектроскопія твердофазний синтез дериватографічні дослідження Petrenko, O. V. Lavrik, R. V. Galimova, V. M. Твердофазний синтез сполук MINi2MIV(PO4)3 (МI – Li, Na, K; MIV – Ti, Zr, Sn) |
| title | Твердофазний синтез сполук MINi2MIV(PO4)3 (МI – Li, Na, K; MIV – Ti, Zr, Sn) |
| title_alt | Solid-phase synthesis of MINi2MIV(PO4)3 compounds (МI – Li, Na, K; MIV – Ti, Zr, Sn) |
| title_full | Твердофазний синтез сполук MINi2MIV(PO4)3 (МI – Li, Na, K; MIV – Ti, Zr, Sn) |
| title_fullStr | Твердофазний синтез сполук MINi2MIV(PO4)3 (МI – Li, Na, K; MIV – Ti, Zr, Sn) |
| title_full_unstemmed | Твердофазний синтез сполук MINi2MIV(PO4)3 (МI – Li, Na, K; MIV – Ti, Zr, Sn) |
| title_short | Твердофазний синтез сполук MINi2MIV(PO4)3 (МI – Li, Na, K; MIV – Ti, Zr, Sn) |
| title_sort | твердофазний синтез сполук mini2miv(po4)3 (мi – li, na, k; miv – ti, zr, sn) |
| topic | фосфати РФА аналіз ізотерми ІЧ-спектроскопія твердофазний синтез дериватографічні дослідження |
| topic_facet | phosphates XRD/RSA analysis isotherms IR-spectroscopy solid state synthesis derivatographic investigation фосфати РФА аналіз ізотерми ІЧ-спектроскопія твердофазний синтез дериватографічні дослідження |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/691 |
| work_keys_str_mv | AT petrenkoov solidphasesynthesisofmini2mivpo43compoundsmilinakmivtizrsn AT lavrikrv solidphasesynthesisofmini2mivpo43compoundsmilinakmivtizrsn AT galimovavm solidphasesynthesisofmini2mivpo43compoundsmilinakmivtizrsn AT petrenkoov tverdofaznijsintezspolukmini2mivpo43milinakmivtizrsn AT lavrikrv tverdofaznijsintezspolukmini2mivpo43milinakmivtizrsn AT galimovavm tverdofaznijsintezspolukmini2mivpo43milinakmivtizrsn |