SYNTHESIS OF COMPLEX OXIDES OF COBALT-NEODYMIUM FROM HETEROCOMPLEXES AND THEIR CATALYTIC ACTIVITY IN THE DECOMPOSITION OF HYDROGEN PEROXIDE
New heterometallic complexes of Сo(II) and Nd(III) with carboxylic acids (succinic, oxalic) and acetylacetone in the presence of phenanthroline or α,α'-dipyridyl have been synthesized. Their thermal properties and the ability to form complex oxides during thermal degradation have been studied....
Gespeichert in:
| Datum: | 2022 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry
2022
|
| Online Zugang: | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/463 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Chemistry Journal |
| Завантажити файл: |  |
Institution
Ukrainian Chemistry Journal| _version_ | 1871465844409630720 |
|---|---|
| author | Sliusarchuk, Liudmyla Zheleznova, Lidia Kuleshov , Serhii Rohovtsov, Oleksandr Trunova, Olena Khomenko, Borys |
| author_facet | Sliusarchuk, Liudmyla Zheleznova, Lidia Kuleshov , Serhii Rohovtsov, Oleksandr Trunova, Olena Khomenko, Borys |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Liudmyla Sliusarchuk",
"institution": "V. I. Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine, 32\/34, Academic Palladin Avenue, Kyiv, 03142, Ukraine"
},
{
"author": "Lidia Zheleznova",
"institution": "V. I. Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine, 32\/34, Academic Palladin Avenue, Kyiv, 03142, Ukraine"
},
{
"author": "Serhii Kuleshov ",
"institution": "V. I. Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine, 32\/34, Academic Palladin Avenue, Kyiv, 03142, Ukraine"
},
{
"author": "Oleksandr Rohovtsov",
"institution": "V. I. Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine, 32\/34, Academic Palladin Avenue, Kyiv, 03142, Ukraine"
},
{
"author": "Olena Trunova",
"institution": "V. I. Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine, 32\/34, Academic Palladin Avenue, Kyiv, 03142, Ukraine"
},
{
"author": "Borys Khomenko",
"institution": "V. I. Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine, 32\/34, Academic Palladin Avenue, Kyiv, 03142, Ukraine"
}
] |
| author_sort | Sliusarchuk, Liudmyla |
| baseUrl_str | https://ucj.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-22T08:23:49Z |
| description | New heterometallic complexes of Сo(II) and Nd(III) with carboxylic acids (succinic, oxalic) and acetylacetone in the presence of phenanthroline or α,α'-dipyridyl have been synthesized. Their thermal properties and the ability to form complex oxides during thermal degradation have been studied. In the process of thermolysis of heterocomplexes, neodymium cobaltate NdCoO3 was obtained, which is confirmed by the results of X-ray powder diffraction.
The research has established that the X-ray powder diffraction patterns of the products obtained by thermolysis of heterocomplex [Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О to 1000 °С exhibits peaks at (2θ): 23.40, 33.74, 41.42, 48.32, 54.52, 59.94, 70.58°. This corresponds to the neodymium cobaltate NdCoO3. Neodymium cobaltate crystallizes in the cubic crystal system. The sample was obtained without extraneous phases inclusions. For the samples obtained by the termolysis of heterocomplexes [Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О and NdCo(AA)5·2α,α'-dipy, in addition to the complex oxide NdCoO3, peaks of Nd2O3 were recorded, which crystallizes in the hexagonal crystal system. The X-ray powder diffraction patterns show peaks with 2θ values: 26.92, 29.75, 30.77, 40.54, 47.53, 53.63, 57.08°. The phase ratio of NdCoO3/Nd2O3 after termolysis for the sample of CoNd(AA)5·2α,α'-dipy is ~ 68.9/31.1%; for the sample of [Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О is ~ 50/50%; for the sample of [Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О is NdCoO3 ~ 100%. The average crystallites size of complex oxides was calculated using the Scherer formula. It has been showed that neodymium cobaltate has an average particle size of ~33 nm, regardless of the complex precursor from which it was formed during thermolysis.
The catalytic effect of neodymium cobaltates in the hydrogen peroxide decomposition reaction was studied. It was shown that all samples of complex oxides showed a quite high catalytic activity in the all of experiments in the hydrogen peroxide decomposition reactions. |
| doi_str_mv | 10.33609/2708-129X.88.07.2022.3-15 |
| first_indexed | 2025-09-24T17:43:45Z |
| format | Article |
| fulltext |
3
УДК 541.49.+546.(657+732):543.442.2+543.57 doi: 10.33609/2708-129X.88.07.2022.3-15
СИНТЕЗ СКЛАДНИХ ОКСИДІВ КОБАЛЬТУ-НЕОДИМУ
З ГЕТЕРОКОМПЛЕКСІВ ТА ЇХНЯ КАТАЛІТИЧНА АКТИВНІСТЬ
ПРИ РОЗКЛАДІ ПЕРОКСИДУ ВОДНЮ
Л. І. Слюсарчук*, Л. І. Железнова, С. В. Кулешов,
О. О. Роговцов, О. К. Трунова, Б. С. Хоменко
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В. І. Вернадського НАН України
просп. Академіка Палладіна,32/34, Київ 03142, Україна
*e-mail: l.sliusarchuk@yahoo.com
Cинтезовано нові гетерометалічні комплекси Сo(II) та Nd(III) із карбоновими кис-
лотами (бурштиновою, щавлевою) і ацетилацетоном у присутності фенантроліну або
α,α'-дипіридилу. Досліджено їхні термічні властивості та здатність утворювати складні
оксиди при термодеструкції. У процесі термолізу гетерокомплексів отримано кобаль-
тат неодиму NdCoO3, що підтверджено результатами рентгенофазового аналізу. Про-
ведено оцінку середнього розміру зерен кристалітів складних оксидів із використан-
ням формули Шерера. Доведено, що кобальтат неодиму має середній розмір частинок
~ 33 нм, незалежно від комплексного прекурсора, з якого він утворився при термолізі.
Досліджено каталітичну дію кобальтатів неодиму в реакції розкладу пероксиду водню.
Показано, що у всіх проведених дослідах у реакції розкладу пероксиду водню всі зраз-
ки складних оксидів виявляють досить високу каталітичну активність.
Ключові слова: неодим, кобальт, складний оксид, каталітична активність, пероксид
водню.
ВСТУП. Останніми роками відзначають
значне погіршення екологічної ситуації в
результаті техногенного впливу на довкіл-
ля. Серед різних видів забруднюючих ре-
човин леткі органічні сполуки викликають
особливе занепокоєння у зв'язку з їхньою
високою токсичністю та легкістю поширен-
ня на великі відстані в атмосфері. Одним із
методів нейтралізації шкідливих речовин,
що містяться в газових викидах промисло-
вих підприємств та автотранспорту і, насам-
перед, в атмосфері мегаполісів, є їхнє повне
окиснення до діоксиду вуглецю та води на
гетерогенних каталізаторах [1]. Найбільш
активними каталізаторами для цього про-
цесу є благородні метали, але їхня висока
вартість стимулює пошуки дешевших ка-
талітичних систем на основі оксидів пере-
хідних металів. Складні оксиди є перспек-
тивними функціональними матеріалами
4 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022
СИНТЕЗ СКЛАДНИХ ОКСИДІВ КОБАЛЬТУ-НЕОДИМУ З ГЕТЕРОКОМПЛЕКСІВ ТА ЇХНЯ КАТАЛІТИЧНА
АКТИВНІСТЬ ПРИ РОЗКЛАДІ ПЕРОКСИДУ ВОДНЮНЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ
завдяки великій кількості можливих варі-
ацій якісного складу, співвідношення еле-
ментів, способів приготування.
Однак масивні оксиди мають невелику
площу поверхні, яка, як правило, не пере-
вищує кількох м2/г, що різко обмежує їхню
ефективність як каталізаторів для повного
окиснення. Водночас отримання високо-
дисперсних оксидів за допомогою тради-
ційних технологій є енерговитратним про-
цесом і більшість цих матеріалів схильні до
агрегації за температур каталізу. Ефектив-
ним способом вирішення цих проблем є
наноструктурування активного компонен-
ту шляхом нанесення на інертну матрицю з
розвиненою питомою поверхнею [2–5]. Для
отримання високодисперсних матеріалів
було запропоновано використовувати як
сполуки-прекурсори – не солі, а поліядерні
металокомплекси. Такі поліядерні прекур-
сори перетворюються на оксиди металів у
м'якіших умовах, ніж неорганічні солі. Крім
цього, важлива перевага поліядерних пре-
курсорів полягає в тому, що при окисненні
вони одразу утворюють невеликі оксидні
кластери, рухливість яких суттєво знижена
і тому вони набагато важче агрегують.
Як вихідні гетерометалічні комплекси,
так і одержані з них нанокластери та про-
дукти їхнього термічного розкладу відкри-
вають перспективу створення нових ката-
лізаторів для органічного синтезу [6].
Складнооксидні фази на основі лантані-
дів та 3d-металів загальної формули LnMOn
мають унікальні фізико-хімічні властиво-
сті. Тому пошук і розроблення ефективних,
наскільки це можливо, простих і з високим
виходом методів синтезу таких гетеромета-
лічних сполук є досить актуальною проб
лемою.
Метою цієї роботи було розробка спо-
собу синтезу гетерометалічних комплек-
сів (ГМК) Со(II) і Nd(III) з використанням
ацетилацетону або щавлевої (бурштинової)
кислоти в сольвато-системах різного скла-
ду та отримання складних оксидів при їх-
ньому термічному розкладі; вивчення ката-
літичних властивостей одержаних зразків
складних оксидів при дослідженні їхньої
активності у реакції розкладу пероксиду
водню.
ЕКСПЕРИМЕНТ І ОБГОВОРЕННЯ РЕ-
ЗУЛЬТАТІВ. Для синтезу гетерометалічних
оксалатного, сукцинатного і ацетилаце-
тонатного комплексів кобальту і неоди-
му з фенантроліном чи α,α'-дипіридилом
було використано наступні реактиви:
Nd(NO3)3·6Н2О, Co(NO3)2·6Н2О марки
«х.ч.», щавлева і бурштинова кислоти мар-
ки «ч.д.а.», фенантролін марки «х.ч.», аце-
тилацетон (перегнаний, tкип.=137 °С). Розчи-
ни солей необхідної концентрації готували
за точно взятої наважки. Координаційні
сполуки синтезовано з водно-спиртових
розчинів.
Для дослідження складу та будови одер-
жаних продуктів було використано еле-
ментний, рентгенофазовий і термогравіме-
тричний аналізи.
Вміст металів у комплексах визначали
методом адсорбційної спектроскопії на
атомно-абсорбційному спектрофотометрі
фірми Perkin Elmer-200. Вміст карбону, гід-
рогену, нітрогену визначали методом еле-
ментного мікроаналізу на С-, H-, N-аналі-
заторі Perkin Elmer - 2400.
Дослідження фазового складу сполук,
одержаних у процесі термолізу гетеро-
металічних прекурсорів, було проведено
за допомогою рентгенофазового аналізу
5https://ucj.org.ua
Л. І. Слюсарчук, Л. І. Желєзнова, С. В. Кулешов, О. О. Роговцов, О. К. Трунова, Б. С. Хоменко УХЖ № 7 / ТОМ 88
(РФА) на дифрактометрі «ДРОН – 3М» із
СuКα-випроміненням (λ = 1,54 Å) методом
порошку. Зйомку рентгенограм здійсню-
вали з фокусуванням за схемою Брега –
Брентано в інтервалі кутів 10–90° із кро-
ком 0,05° та експозицією 3 с. Сила струму
аноду рентгенівської трубки – 20 мА, на-
пруга – 30 кВ. Похибка приладу складала
0,01%.
Ідентифікацію фазового складу про-
дуктів синтезу здійснювали за допомо-
гою комп'ютерного забезпечення Match!
Crystal Impact ver. 3.3 [7] із базами даних
ICDD PDF–2 та COD (Crystallography Open
Database).
Середній розмір частинок d розрахо-
вували у програмі Match! Crystal Impact
ver. 3.3, за формулою (1) Шерера [8]:
d = K·λ/(β·cosθ), (1)
де d – середній розмір часток, нм; K – без-
розмірний коефіцієнт форми часток (стала
Шерера); λ – довжина хвилі рентгенівсько-
го випромінювання, Å; β – ширина рефлек-
су на напіввисоті рентгенівського піку, θ –
кут дифракції.
Параметри кристалічної ґратки розра-
ховували за допомогою програми Unit Сell
[9]. Для кількісного аналізу (вміст фаз) ви-
користовували програмне забезпечення
Full Prof Suite, в основі алгоритму розра-
хунків якого є метод Рітвельда.
Термогравіметричні виміри проводили
на дериватографі Q-1500D системи F. Pau
lik, J. Paulik, L. Erdey в інтервалі температур
20–800 °С зі швидкістю нагріву 5 °С/хв.
Синтез гетерометалічних комплексів за-
гального складу [Сo2Nd2(R)5·2Phen]·4Н2О
(R=C2O4; C4Н4O4) проводили за наступни-
ми методиками.
Синтез [Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О. До
10 мл теплих (t = 50°С) розчинів Co(NO3)2·-
6Н2О і Nd(NO3)3·6Н2О із концентраціями
0,15 моль/л кожного при перемішуванні
приливали 20 мл етанольного розчину фе-
нантроліну (С=0,15 моль/л) і 10 мл 10% роз-
чину щавлевої кислоти. Контролювали рН
розчину (рН~5) додаванням 10% розчину
NH4OH. Осад світло-помаранчевого кольо-
ру, який випадав, залишали на добу, філь-
трували і висушували до постійної маси
за кімнатної температури. Вихід продукту
становив 40%.
Для [Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О (C34Co2
H24Nd2N4O24) знайдено (розраховано) (%):
Nd – 22,56 (22,53), Со – 9,20 (9,21), С – 31,95
(31,92), Н – 1,88 (1,87), N – 4,34 (4,38).
Синтез [Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О.
До 10 мл теплих (t=50°С) розчинів
Co(NO3)2·6Н2О і Nd(NO3)3·6Н2О із концен-
траціями 0,15 моль/л кожного при перемі-
шуванні доливали 20 мл етанольного роз-
чину фенантроліну (С=0,15 моль/л) і 10 мл
10% теплого розчину бурштинової кислоти.
Контролювали рН розчину (рН~5) дода-
ванням 10% розчину NH4OH. Осад яскра-
во-помаранчевого кольору, який випадав,
залишали на добу, фільтрували і висушува-
ли до постійної маси за кімнатної темпера-
тури. Вихід продукту становив 50%.
Для [Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О
(C44Co2 H44Nd2N4O24) знайдено (розрахова-
но) (%): Nd – 22,29 (20,31), Со – 8,20 (8,30),
С – 37,25 (37,24), Н – 3,13 (3,10), N – 3,93
(3,95).
Синтез CoNd(AA)5·2α,α'-dipy. До приго-
тованих із Co(NO3)2·6Н2О і Nd(NO3)3·6Н2О
та ацетилацетону теплих розчинів ацети-
лацетонатних комплексів Nd(AA)3·3Н2О,
Co(AA)2·2Н2О (t~50 °С) у дистильованій
6 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022
СИНТЕЗ СКЛАДНИХ ОКСИДІВ КОБАЛЬТУ-НЕОДИМУ З ГЕТЕРОКОМПЛЕКСІВ ТА ЇХНЯ КАТАЛІТИЧНА
АКТИВНІСТЬ ПРИ РОЗКЛАДІ ПЕРОКСИДУ ВОДНЮНЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ
воді, які містили еквімолярні кількості
ацетилацетонатів (по 0,003 моль/л), посту-
пово додавали розчин α,α'-дипіридилу в
етиловому спирті та ретельно перемішува-
ли протягом 3 год. Для виділення комплек-
су CoNd(AA)5·2α,α'-dipy в твердому стані
до його розчину додавали по краплях 10%
розчин NH4OH до досягнення рН~6. Осад
помаранчево-червоного кольору, який ви-
падав, залишали на добу, потім фільтру-
вали і висушували. Після його очищення
шляхом перекристалізації з етанолу, комп-
лекс сушили за кімнатної температури до
постійної ваги. Вихід продукту становив
40%.
Для CoNd(AA)5·2α,α'-dipy (С45СоН51Nd
N4О10) знайдено (розраховано) (%): Nd –
14,30 (14,25), Со – 5,78 (5,83), С – 53,50
(53,47), Н – 5,07 (5,05), N – 5,56 (5,54).
Синтезовані гетерометалічні ацетила-
цетонатні комплекси на основі Сo(II) та
Nd(III) з α,α'-дипіридилом мають склад,
аналогічний до гетерокомплексів Со(ІІ) і
La(III), описаних у [10].
Із метою визначення кінцевих продук-
тів розкладу синтезованих гетерометаліч-
них комплексів та перебігу їхньої термоде-
струкції було проведено диференціальний
термічний та рентгенофазовий аналізи.
Термодеструкцію комплексів вивчали ме-
тодом термогравіметрії у повітряній атмос-
фері. Термограми гетерокомплексів наведе-
но на рис.1. Термічний розклад синтезова-
них гетерокомплексів йде постадійно і має
багатоступінчастий характер (табл. 1).
Перші стадії розкладу комплек-
сів [Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О і
[Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О в області
температур 90 °С–150 °С та 180 °С–250 °С
пов’язані з відщепленням молекул криста-
лізаційної води та молекул фенантроліну
відповідно (табл. 1) і супроводжуються
ендотермічними ефектами (рис. 1, кри-
ві DTA (1 та 3)). В області температур від
400 °С до 700 °С відбувається інтенсивний
розклад комплексів, зумовлений руйну-
ванням органічної частини, що супро-
воджується екзотермічними ефектами.
При цьому за t>600 °С зменшення маси
зразків не спостерігаємо. Загальна втрата
маси вихідних зразків становить 69,0% для
[Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О та 72,2% для
[Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О, що відпові-
дає повному розкладу вихідних гетероме-
талічних сполук до складних оксидів.
Рис. 1 - Дериватограми комплексів
[Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О
(1), CoNd(AA)5·2α,α'dipy (2),
[Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О (3).
Fig. 1 - Derivatograms of complexes
[Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О (1),
CoNd(AA)5·2α,α'dipy (2),
[Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О (3).
7https://ucj.org.ua
Л. І. Слюсарчук, Л. І. Желєзнова, С. В. Кулешов, О. О. Роговцов, О. К. Трунова, Б. С. Хоменко УХЖ № 7 / ТОМ 88
Таблиця 1
Термічна стійкість координаційних сполук [Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О,
[Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О та CoNd(AA)5·2α,α'dipy.
Тable 1
Thermal stability of coordination compounds [Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О,
[Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О and CoNd(AA)5·2α,α'dipy.
комплексна сполука
процес, °С
десольватація
розклад
H2O Phen (α,α'-dipy)
t,
°C
зн
ай
де
но
, %
ро
зр
ах
ов
ан
о,
%
t,
°C
зн
ай
де
но
,%
ро
зр
ах
ов
ан
о,
%
t,
°C
зн
ай
де
но
,%
ро
зр
ах
ов
ан
о,
%
[Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О 90–150 5,3 5,6 182–250 27,7 28,2 415–720 35,2 34,4
[Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О 60–100 4,4 5,1 180–250 26,0 25,4 250–400
400–590
25,0
16,8 40,9
CoNd(AA)5·2α,α'-dipy – – 200–280 33,5 30,9 >340 48,0 49,0
Аналізуючи дані, отримані термограві
метричним методом для гетерокомплексу
CoNd(AA)5·2α,α'-dipy, слід відмітити, що
при його нагріванні спостерігається ендо-
ефект на кривій DTA(2) в інтервалі темпе-
ратур 200 °С–280 °С, що відповідає проце-
су відщеплення координованих молекул
α,α'-дипіридилу. Також у цій температурній
області у гетерокомплексі водночас відбу-
вається кілька процесів, що перекривають-
ся: його перебудова спільно з сублімацією
та полімеризацією. Доказом цього є тро-
хи завищена величина втрати маси на цій
стадії термолізу порівняно з розрахунко-
вим теоретичним вмістом координованого
α,α'-дипіридилу (для СоNd(AA)5·2α,α'-dipy –
33,5%/30,9%,). Подальше підвищення тем-
ператури понад 310 °С до 550 °С призво-
дить до процесів, які йдуть із різким збіль-
шенням швидкості зменшення маси, що
відповідає розкладу органічної частини
гетерокомплексу і супроводжується екзо-
ефектом. Загальна втрата маси комплексу
СоNd(AA)5·2α,α'-dipy складає 81,5%.
Контроль фазового складу отрима-
них оксидних порошків здійснювали
за допомогою рентгенофазового ана-
лізу. На рис. 2 наведено дифрактогра-
ми зразків оксидних порошків, одер-
жаних шляхом нагрівання гетерокомп-
лексів [Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О (при
1000 °С), [Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О і
CoNd(AA)5·2α,α'-dipy за 800 °С упродовж
однієї години.
8 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022
СИНТЕЗ СКЛАДНИХ ОКСИДІВ КОБАЛЬТУ-НЕОДИМУ З ГЕТЕРОКОМПЛЕКСІВ ТА ЇХНЯ КАТАЛІТИЧНА
АКТИВНІСТЬ ПРИ РОЗКЛАДІ ПЕРОКСИДУ ВОДНЮНЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ
Рис. 2 – Дифрактограми зразків, отриманих шляхом нагрівання комплексів
[Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О за температури 1000 °С (а), [Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О за
температури 800 °С (б), CoNd(AA)5·2α,α'-dipy за температури 800 °С (в).
Fig. 2 – X-ray powder diffraction patterns of samples obtained by thermolysis of
[Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О at 1000 °С (а), [Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О at 800 °С (б),
CoNd(AA)5·2α,α'-dipy at 800 °С (в).
Показано, що після нагрівання комп-
лексу [Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О утво-
рюється складний оксид NdСоО3, який
кристалізується в кубічній сингонії, що
відповідає картці № 00-025-1064 (ICDD
PDF-2). При цьому зафіксовано піки зі зна-
ченнями 2θ: 23,40, 33,74, 41,42, 48,32, 54,52,
59,94, 70,58°. Зразок отримано без сторон-
ніх фазових включень.
Для зразків, одержаних із гетеро-
комплексів [Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О і
NdCo(AA)5·2α,α'-dipy, окрім основної фази
NdCoO3, зафіксовано малі за інтенсивністю
піки Nd2O3. На дифрактограмах присутні
піки зі значеннями 2θ: 26,92, 29,75, 30,77,
40,54, 47,53, 53,63, 57,08°. Картка в базі да-
них ICDD PDF-2 – № 00-041-1089 відпові-
дає оксиду неодиму Nd2О3, який кристалі-
зується в гексагональній сингонії.
Для складного оксиду NdCoO3 розрахо-
вано розмір частинок та параметри криста-
лічної ґратки (табл. 2).
9https://ucj.org.ua
Л. І. Слюсарчук, Л. І. Желєзнова, С. В. Кулешов, О. О. Роговцов, О. К. Трунова, Б. С. Хоменко УХЖ № 7 / ТОМ 88
Таблиця 2.
Середній розмір частинок та параметри кристалічної гратки NdCoO3, одержаного піс-
ля нагрівання синтезованих комплексів.
Table 2.
The average particles size and the unit cell parameters of NdCoO3 obtained after heating the
synthesized complexes.
Зразок, з якого отримано
NdCoO3
d, нм (середнє
значення)
а, Å V, Å3
Експ. *Літ. Експ. *Літ.
[Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О
(800 °C)
24,7–49,9
(32,54) 7,533 7,546 427,43 429,69
[Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О
(1000 °C)
28,28–39,57
(33,75) 7,530 7,546 427,00 429,69
CoNd(AA)5·2α,α'-dipy
(800 °C)
24,22–36,88
(32,33) 7,542 7,546 429,07 429,69
*картка № 00-025-1064, база даних ICDD PDF
.
Показано, що більш чистий складний
оксид утворюється при термолізі комп-
лексу [Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О та за
більш низької температури, ніж при термо-
лізі оксалатного гетерокомплексу. Це мож-
на пояснити різними стадіями розкладу
цих комплексів. Оксалатний гетерокомп-
лекс розкладається через стадію утворен-
ня карбонатів, а сукцинатний комплекс –
через стадію відщеплення ангідриду, яка
відбувається за нижчої температури. У ви-
падку термолізу ацетилацетонатного гете-
рокомплексу утворюється складний оксид
(кобальтат неодиму) із домішками оксиду
неодиму. Це відбувається за рахунок того,
що за температури 200–270 °С проходить
часткова сублімація утвореного ацетилаце-
тонату кобальту. Фазовий склад складних
оксидів, отриманих після нагрівання всіх
досліджуваних гетерометалічних сполук,
відповідає формулі NdCoO3.
Каталітичні властивості синтезованих
зразків складних оксидів вивчали при до-
слідженні їхньої активності в реакції роз-
кладу водного розчину пероксиду водню
волюмометричним методом за нормальних
умов. Метод базується на визначенні об'єму
газу, який виділяється в реакції через певні
проміжки часу. У водних розчинах пероксид
водню спонтанно розкладається з виділен-
ням кисню за сумарним рівнянням (2):
.
10 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022
СИНТЕЗ СКЛАДНИХ ОКСИДІВ КОБАЛЬТУ-НЕОДИМУ З ГЕТЕРОКОМПЛЕКСІВ ТА ЇХНЯ КАТАЛІТИЧНА
АКТИВНІСТЬ ПРИ РОЗКЛАДІ ПЕРОКСИДУ ВОДНЮНЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ
Було зібрано установку (рис. 3), подібну
до такої, яку використовують при дослі-
дженні кінетики реакції розкладу перокси-
ду водню.
Рис. 3 – Схема волюмометричної установ-
ки для вивчення кінетики реакції розкладу
пероксиду водню: 1 – реакційна ємкість, 2 –
мішалка, 3 – роздільна лійка, 4, 5 – крани, 6 –
бюретка, 7 – склянка.
Fig. 3 – Scheme of a volumetric installation for
studying the kinetics of the reaction decomposi-
tion of hydrogen peroxide: 1 – reaction vessel, 2 –
stirrer, 3 – separating funnel, 4, 5 – taps, 6 – burette,
7 – beaker.
Вона складається з реакційної ємкості,
розміщеної в термостаті, вирівнювальної
лійки і бюретки. За допомогою бюретки ви-
значають об'єм кисню, що виділяється.
Робочий розчин пероксиду водню готу-
вали розведенням вихідного розчину ди-
стильованою водою. Спочатку визначали
концентрацію вихідного пероксиду водню
методом йодометрії. Для цього використо-
вували наступні реактиви: 0,1 N тіосульфат
натрію, 10 % розчин йодиду калію, соля-
ну кислоту та 5% розчин крохмалю. Після
цього визначали концентрацію робочого
розчину титруванням його проб за резуль-
татами двох-трьох титрувань. Концентра-
ція вихідного пероксиду водню складала
40%, робочі розчини отримували з концен-
трацією 3% та 10% . Наважку зразка склад-
ного оксиду (250 мг) переносили в колбу.
У щільно закриту колбу шприцем долива-
ли 2 мл 10% розчину пероксиду водню або
5 мл 3% розчину пероксиду водню. Газ виді-
лявся з розчину. Кожні 10 секунд фіксува-
ли та записували об'єм газу, що виділився
від початку реакції. Дослід проводили до
припинення виділення кисню. Отримані
експериментальні дані наведені на рис. 4 і
рис. 5 у вигляді графіків залежності об’єму
виділеного кисню від часу проведення ре-
акції розкладу пероксиду водню.
Рис. 4 – Графіки залежності об'єму виділено-
го кисню від часу в реакції розкладу перокси-
ду водню (5 мл 3% H2O2) з складним оксидом,
отриманим в результаті термолізу сполук:
1 – [Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О,
2 – [CoNd(AA)5·2α,α'-dipy],
3 – [Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О.
Fig. 4 – Graphs of the dependence the volume of
released oxygen on time in the reaction decomposi-
tion of hydrogen peroxide (5 ml of 3% H2O2) with a
complex oxide obtained by heating the compounds:
1 – [Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О,
2 – [CoNd(AA)5·2α,α'-dipy],
3 – [Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О.
11https://ucj.org.ua
Л. І. Слюсарчук, Л. І. Желєзнова, С. В. Кулешов, О. О. Роговцов, О. К. Трунова, Б. С. Хоменко УХЖ № 7 / ТОМ 88
Рис. 5 – Графіки залежності об'єму виділеного
кисню від часу в реакції розкладу пероксиду
водню (2 мл 10% H2O2) з складним оксидом,
отриманим в результаті термолізу сполук:
1 – [Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О,
2 – [CoNd(AA)5·2α,α'-dipy],
3 – [Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О.
Fig. 5 – Graphs of the dependence the volume
of released oxygen on time in the reaction decom-
position of hydrogen peroxide (2 ml of 10% H2O2)
with a complex oxide obtained by heating the com-
pounds:
1 – [Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О,
2 – [CoNd(AA)5·2α,α'-dipy],
3 – [Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О.
Після цього визначають максимальний
об’єм кисню V∞, що утворився внаслідок
реакції розкладу пероксиду водню. Вра-
ховуючи те, що V∞ пропорційний почат-
ковій концентрації пероксиду водню c0, а
V – об’єм кисню, що виділився на цей мо-
мент часу, пропорційний зменшенню кон-
центрації х, константу швидкості (табл. 3)
розраховують за рівнянням (3):
1 Vk ln
V V
∞
∞
=
−τ (3)
Сталість константи швидкості реакції,
визначеної за рівнянням (3), свідчить про
те, що досліджувана реакція має перший
порядок.
Таблиця 3
Константи швидкості реакцій (k) розкладу H2O2 за участі каталізатора NdCoO3, от-
риманого шляхом нагрівання комплексних сполук: 1 – [Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О,
2 – [CoNd(AA)5·2α,α'-dipy], 3 – [Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О
Table 3
Rate constants (k) of reactions decomposition of hydrogen peroxide with the participation
of the catalyst NdCoO3 obtained by heating the complexes: 1 – [Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·-
4Н2О, 2 – [CoNd(AA)5·2α,α'-dipy], 3 – [Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О.
зразок, з якого отримано NdCoO3 k, с-1, 3% H2O2 k, с-1, 10% H2O2
1. [Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О (800°C) 0,005324 0,009199
2. CoNd(AA)5·2α,α'-dipy (800°C) 0,004833 0,006402
3. [Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О (1000°C) 0,004381 0,006224
12 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022
СИНТЕЗ СКЛАДНИХ ОКСИДІВ КОБАЛЬТУ-НЕОДИМУ З ГЕТЕРОКОМПЛЕКСІВ ТА ЇХНЯ КАТАЛІТИЧНА
АКТИВНІСТЬ ПРИ РОЗКЛАДІ ПЕРОКСИДУ ВОДНЮНЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ
Для оцінки ефективності каталітичної
дії складного оксиду NdСоО3, отримано-
го в результаті термолізу гетерометаліч-
них сполук ([Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О,
[Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О та
[CoNd(AA)5·2α,α'-dipy], співставляли їх
вплив на швидкість розкладу перокси-
ду водню. Як видно з табл.3, при збіль-
шенні концентрації пероксиду водню ~ у
3 рази, константа швидкості розкладу Н2О2
збільшується майже у 1,5 рази, а індукці-
йний період реакції скорочується у зраз-
ку [Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О майже в
5 разів, а в зразках [CoNd(AA)5·2α,α'-dipy]
та [Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О в 2 рази
(рис. 4 та 5). Таке скорочення індукційного
періоду свідчить про утворенні різних ка-
талітичних комплексів на поверхні зразків,
що приймають участь у розкладі перокси-
ду водню. При цьому, незалежно від скла-
ду гетерометалічного прекурсора, складні
оксиди, отримані термолізом ГМК, вияв-
ляють досить високу каталітичну актив-
ність. Кращу каталітичну активність в ре-
акції розкладу пероксиду водню виявлено
у кобальтату неодиму NdСоО3, одержаного
після нагрівання сукцинатного комплексу
з фенантроліном за температури 800 °C.
Це можна пояснити його складом: він не
містить домішок оксиду неодиму, як два
інші досліджувані зразки складних оксидів.
ВИСНОВКИ. Cинтезовано нові гетеро-
металічні комплекси Сo(II) та Nd(III) зі ща-
влевою та бурштиновою кислотами, ацети-
лацетоном у присутності фенантроліну або
α,α'-дипіридилу. Досліджено їх термічні
властивості та здатність утворювати склад-
ні оксиди при термодеструкції. Проведено
дослідження фазового складу складних
оксидів та дано оцінку середнього розміру
зерен кристалітів, який знаходиться в на-
нодіапазоні. Досліджено каталітичну дію
кобальтатів неодиму в реакції розкладу
пероксиду водню. Показано, що у всіх про-
ведених дослідах складні оксиди виявля-
ють досить високу каталітичну активність,
яка знаходиться в залежності від наявності
домішок оксиду неодиму, що впливає на
утворення каталітичноактивних поверхне-
вих комплексів.
Роботу виконано за фінансової під-
тримки НАН України в межах дер-
жбюджетної теми 322Е «Створення
нових гібридних, композитних та
полімерних матеріалів, допованих коор-
динаційними сполуками 3d- і 4f-металів
на основі β-дикетонатних та карбоксилат-
них ациклічних лігандів». Державний ре-
єстраційний номер роботи – 0122U001299.
SYNTHESIS OF COMPLEX OXIDES OF CO-
BALT-NEODYMIUM FROM HETEROCOMPLEXES
AND THEIR CATALYTIC ACTIVITY IN THE DE
COMPOSITION OF HYDROGEN PEROXIDE
L.I. Sliusarchuk*, L.I. Zheleznova,
S.V. Kuleshov, O.O. Rogovtsov,
O.K. Trunova, B.S. Khomenko
Vernadskii Institute of General and Inorganic
Chemistry of the NAS of Ukraine,
Akad. Palladin Avenue, 32–34, Kyiv 03680,
Ukraine
*е-mail: : l.sliusarchuk@yahoo.com
New heterometallic complexes of Сo(II)
and Nd(III) with carboxylic acids (succinic,
oxalic) and acetylacetone in the presence of
13https://ucj.org.ua
Л. І. Слюсарчук, Л. І. Желєзнова, С. В. Кулешов, О. О. Роговцов, О. К. Трунова, Б. С. Хоменко УХЖ № 7 / ТОМ 88
phenanthroline or α,α'-dipyridyl have been
synthesized. Their thermal properties and the
ability to form complex oxides during thermal
degradation have been studied. In the process
of thermolysis of heterocomplexes, neodymi-
um cobaltate NdCoO3 was obtained, which is
confirmed by the results of X-ray powder dif-
fraction.
The research has established that the X-ray
powder diffraction patterns of the products
obtained by thermolysis of heterocomplex
[Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О to 1000 °С
exhibits peaks at (2θ): 23.40, 33.74, 41.42,
48.32, 54.52, 59.94, 70.58°. This corresponds
to the neodymium cobaltate NdCoO3. Ne-
odymium cobaltate crystallizes in the cu-
bic crystal system. The sample was obtained
without extraneous phases inclusions. For
the samples obtained by the termolysis of he
terocomplexes [Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О
and NdCo(AA)5·2α,α'-dipy, in addition to
the complex oxide NdCoO3, peaks of Nd2O3
were recorded, which crystallizes in the hexa
gonal crystal system. The X-ray powder dif-
fraction patterns show peaks with 2θ values:
26.92, 29.75, 30.77, 40.54, 47.53, 53.63, 57.08°.
The phase ratio of NdCoO3/Nd2O3 after ter-
molysis for the sample of CoNd(AA)5·2α,α'-
dipy is ~ 68.9/31.1%; for the sample of
[Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О is ~ 50/50%; for
the sample of [Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О
is NdCoO3 ~ 100%. The average crystallites
size of complex oxides was calculated using the
Scherer formula. It has been showed that neo-
dymium cobaltate has an average particle size
of ~33 nm, regardless of the complex precursor
from which it was formed during thermolysis.
The catalytic effect of neodymium co-
baltates in the hydrogen peroxide decomposi-
tion reaction was studied. It was shown that all
samples of complex oxides showed a quite high
catalytic activity in the all of experiments in the
hydrogen peroxide decomposition reactions.
Keywords: neodymium, cobalt, complex
oxide, catalytic activity, hydrogen peroxide.
ЛІТЕРАТУРА
1. Цымбаренко Д. М., Мартынова И. А., Мал-
керова И. П., Алиханян А. С., Кузьмина
Н. П. Разнолигандные комплексы ацета-
тов, пропионатов и пивалатов РЗЭ с мо-
ноэтаноламином: новый подход к синтезу,
состав, строение и использование для по-
лучения оксидных материалов. Коорд. хи-
мия, 2016. 42 (10). C. 624–639.
doi: 10.7868/S0132344X16100042.
2. Tatarchuk T., Shyichuk A., Trawczyńska I.,
Yaremiy I., Pędziwiatr A.T., Kurzydło P., Bo-
gacz B.F., Gargula R. Spinel cobalt(II) fer-
rite-chromites as catalysts for H2O2 decompo-
sition: Synthesis, morphology, cation distribu-
tion and antistructure model of active centers
formation. Ceramics International, 2020. 46
(17). P. 27517–27530.
doi: 10.1016/j.ceramint.2020.07.243.
3. Mahmoud H.R., El-Molla S.A., Naghmash
M.A. Novel mesoporous MnO2/SnO2 nano-
materials synthesized by ultrasonic-assisted
co-precipitation method and their application
in the catalytic decomposition of hydrogen
peroxide. Ultrasonics, 2019. 95. P. 95–103.
doi: 10.1016/j.ultras.2019.03.011.
4. Vieira C.G., Angnes R.A., Braga A.A.C., Gu-
sevskaya E.V., Rossi L.M. Palladium-catalyzed
sabinene oxidation with hydrogen peroxide:
Smart fragrance production and DFT insights.
Molecular Catalysis, 2021. 517. P. 112033.
doi: 10.1016/j.mcat.2021.112033.
14 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022
СИНТЕЗ СКЛАДНИХ ОКСИДІВ КОБАЛЬТУ-НЕОДИМУ З ГЕТЕРОКОМПЛЕКСІВ ТА ЇХНЯ КАТАЛІТИЧНА
АКТИВНІСТЬ ПРИ РОЗКЛАДІ ПЕРОКСИДУ ВОДНЮНЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ
5. Shul'pina L.S., Vinogradov M.M., Kozlov Y.N.,
Nelyubina Y.V., Ikonnikov N.S., Shul'pin G.B.
Copper complexes with 1,10-phenanthrolines
as efficient catalysts for oxidation of alkanes by
hydrogen peroxide. Inorganica Chimica Acta,
2020. 512 (1). P. 119889.
doi: 10.1016/j.ica.2020.119889.
6. Serra-Maia R., Chastka S., Bellier M., Douglas
T., Rimstidt J.D., Michel F.M. Effect of particle
size on catalytic decomposition of hydrogen
peroxide by platinum nanocatalysts. Journal
of Catalysis, 2019. 373. P. 58–66.
doi: 10.1016/j.jcat.2019.03.026.
7. Match! – Phase Indentification from Powder
Diffraction. Crystal Impact, version 3: manu-
al. – Dr.H. Putz and Dr.K. Brandenburg GbR,
Kreuzherrenstr. 102, 53227 Bonn, Germany,
2020. 143 p.
http: // www.crystalimpact.com/match.
8. Hammond C. The Basics of Crystallography
and Diffraction. Oxford University Press,
2015, ed.4. 539 p. doi: 10.1093/acprof:oso/97
80198738671.001.0001.
9. Holland T., Redfern S. Unit cell refinement
from powder diffraction data: the use of re-
gression diagnostics. Mineralogical Magazine,
1997. 61 (404). P. 65–77.
doi: 10.1180/minmag.1997.061.404.07.
10. Zheleznova L., Sliusarchuk L., Rogovtsov O.,
Kuleshov S., Trunova E. Synthesis and Study
of Mixed-Ligand Heteronuclear Complexes of
Lanthanum (III) and Cobalt (II) or Nickel (II)
with Acetylacetone and α,α'-dipyridyl. Mole
cular Crystals and Liquid Crystals, 2021. 717 (1).
P. 14–23. doi: 10.1080/15421406.2020.1859705.
11. Pershina E. D., Kazdobin, K. A., Poliichuk
A. A., Kokhanenko V. V. Electrochemical
methods of hydrogen peroxide control in
aqueous media under dynamic conditions.
Journal of Water Chemistry and Technology,
2016. 38 (2). P. 71–76.
doi: 10.3103/S1063455X16020028
REFERENCES
1. Tsymbarenko D.M., Martynova I.A., Malke
rova I.P., Alikhanyan A.S., Kuzmina N.P.
Mixed-ligand complexes of acetates, propio
nates, and pivalates with monoethanolamine:
a new approach to the synthesis, composi-
tion, structure, and use for the preparation of
oxide materials. Russ. Coord. Chemistry. 2016.
42 (10): 624–639 (іn Russian).
doi: 10.7868/S0132344X16100042.
2. Tatarchuk T., Shyichuk A., Trawczyńska I.,
Yaremiy I., Pędziwiatr A.T., Kurzydło P., Bo-
gacz B.F., Gargula R. Spinel cobalt(II) fer-
rite-chromites as catalysts for H2O2 decompo-
sition: Synthesis, morphology, cation distribu-
tion and antistructure model of active centers
formation. Ceramics International. 2020. 46
(17): 27517–27530.
doi: 10.1016/j.ceramint.2020.07.243.
3. Mahmoud H.R., El-Molla S.A., Naghmash
M.A. Novel mesoporous MnO2/SnO2 nano-
materials synthesized by ultrasonic-assisted
co-precipitation method and their application
in the catalytic decomposition of hydrogen
peroxide. Ultrasonics. 2019. 95: 95–103.
doi: 10.1016/j.ultras.2019.03.011.
4. Vieira C.G., Angnes R.A., Braga A.A.C., Gu-
sevskaya E.V., Rossi L.M. Palladium-catalyzed
sabinene oxidation with hydrogen peroxide:
Smart fragrance production and DFT insights.
Molecular Catalysis. 2021. 517: 112033.
doi: 10.1016/j.mcat.2021.112033.
5. Shul'pina L.S., Vinogradov M.M., Kozlov Y.N.,
Nelyubina Y.V., Ikonnikov N.S., Shul'pin G.B.
Copper complexes with 1,10-phenanthrolines
as efficient catalysts for oxidation of alkanes by
hydrogen peroxide. Inorganica Chimica Acta.
2020. 512 (1): 119889.
doi: 10.1016/j.ica.2020.119889.
6. Serra-Maia R., Chastka S., Bellier M., Douglas
T., Rimstidt J.D., Michel F.M. Effect of particle
15https://ucj.org.ua
Л. І. Слюсарчук, Л. І. Желєзнова, С. В. Кулешов, О. О. Роговцов, О. К. Трунова, Б. С. Хоменко УХЖ № 7 / ТОМ 88
size on catalytic decomposition of hydrogen
peroxide by platinum nanocatalysts. Journal of
Catalysis. 2019. 373: 58–66.
doi: 10.1016/j.jcat.2019.03.026.
7. Match! – Phase Indentification from Powder
Diffraction. Crystal Impact, version 3: manu-
al. – Dr.H. Putz and Dr.K. Brandenburg GbR,
Kreuzherrenstr. 102, 53227 Bonn, Germany,
2020. 143 p.
http: // www.crystalimpact.com/match.
8. Hammond C. The Basics of Crystallography
and Diffraction. Oxford University Press,
2015, ed.4. 539 p. doi: 10.1093/acprof:oso/978
0198738671.001.0001.
9. Holland T., Redfern S. Unit cell refinement
from powder diffraction data: the use of re-
gression diagnostics. Mineralogical Magazine.
1997. 61 (404): 65–77.
doi: 10.1180/minmag.1997.061.404.07.
10. Zheleznova L., Sliusarchuk L., Rogovtsov O.,
Kuleshov S., Trunova E. Synthesis and Study
of Mixed-Ligand Heteronuclear Complexes of
Lanthanum (III) and Cobalt (II) or Nickel (II)
with Acetylacetone and α,α'-dipyridyl. Mole
cular Crystals and Liquid Crystals. 2021. 717
(1): 14–23.
doi: 10.1080/15421406.2020.1859705.
11. Pershina E. D., Kazdobin, K. A., Poliichuk
A. A., Kokhanenko V. V. Electrochemical
methods of hydrogen peroxide control in
aqueous media under dynamic conditions.
Journal of Water Chemistry and Technology.
2016. 38 (2): 71–76.
doi: 10.3103/S1063455X16020028
Стаття надійшла 15.07.2022.
|
| id | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-463 |
| institution | Ukrainian Chemistry Journal |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-07-23T01:08:29Z |
| publishDate | 2022 |
| publisher | V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | ucjorgua/f7/943b16d32a472399319797d785938ef7.pdf |
| spelling | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-4632026-07-22T08:23:49Z SYNTHESIS OF COMPLEX OXIDES OF COBALT-NEODYMIUM FROM HETEROCOMPLEXES AND THEIR CATALYTIC ACTIVITY IN THE DECOMPOSITION OF HYDROGEN PEROXIDE Sliusarchuk, Liudmyla Zheleznova, Lidia Kuleshov , Serhii Rohovtsov, Oleksandr Trunova, Olena Khomenko, Borys neodymium, cobalt, complex oxide, catalytic activity, hydrogen peroxide New heterometallic complexes of Сo(II) and Nd(III) with carboxylic acids (succinic, oxalic) and acetylacetone in the presence of phenanthroline or α,α'-dipyridyl have been synthesized. Their thermal properties and the ability to form complex oxides during thermal degradation have been studied. In the process of thermolysis of heterocomplexes, neodymium cobaltate NdCoO3 was obtained, which is confirmed by the results of X-ray powder diffraction. The research has established that the X-ray powder diffraction patterns of the products obtained by thermolysis of heterocomplex [Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О to 1000 °С exhibits peaks at (2θ): 23.40, 33.74, 41.42, 48.32, 54.52, 59.94, 70.58°. This corresponds to the neodymium cobaltate NdCoO3. Neodymium cobaltate crystallizes in the cubic crystal system. The sample was obtained without extraneous phases inclusions. For the samples obtained by the termolysis of heterocomplexes [Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О and NdCo(AA)5·2α,α'-dipy, in addition to the complex oxide NdCoO3, peaks of Nd2O3 were recorded, which crystallizes in the hexagonal crystal system. The X-ray powder diffraction patterns show peaks with 2θ values: 26.92, 29.75, 30.77, 40.54, 47.53, 53.63, 57.08°. The phase ratio of NdCoO3/Nd2O3 after termolysis for the sample of CoNd(AA)5·2α,α'-dipy is ~ 68.9/31.1%; for the sample of [Сo2Nd2(C2O4)5·2Phen]·4Н2О is ~ 50/50%; for the sample of [Сo2Nd2(C4Н4O4)5·2Phen]·4Н2О is NdCoO3 ~ 100%. The average crystallites size of complex oxides was calculated using the Scherer formula. It has been showed that neodymium cobaltate has an average particle size of ~33 nm, regardless of the complex precursor from which it was formed during thermolysis. The catalytic effect of neodymium cobaltates in the hydrogen peroxide decomposition reaction was studied. It was shown that all samples of complex oxides showed a quite high catalytic activity in the all of experiments in the hydrogen peroxide decomposition reactions. V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry 2022-08-26 Article Article Inorganic Chemistry Неорганическая химия Неорганічна хімія application/pdf https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/463 10.33609/2708-129X.88.07.2022.3-15 Ukrainian Chemistry Journal; Vol. 88 No. 7 (2022): Ukrainian Chemistry Journal; 3-15 Украинский химический журнал; ##issue.vol## 88 ##issue.no## 7 (2022): Ukrainian Chemistry Journal; 3-15 Український хімічний журнал; Том 88 № 7 (2022): Український хімічний журнал; 3-15 2708-129X 2708-1281 en https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/463/237 Copyright (c) 2022 Liudmyla Sliusarchuk, Lidia Zheleznova, Serhii Kuleshov , Oleksandr Rohovtsov, Olena Trunova, Borys Khomenko https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 |
| spellingShingle | Sliusarchuk, Liudmyla Zheleznova, Lidia Kuleshov , Serhii Rohovtsov, Oleksandr Trunova, Olena Khomenko, Borys SYNTHESIS OF COMPLEX OXIDES OF COBALT-NEODYMIUM FROM HETEROCOMPLEXES AND THEIR CATALYTIC ACTIVITY IN THE DECOMPOSITION OF HYDROGEN PEROXIDE |
| title | SYNTHESIS OF COMPLEX OXIDES OF COBALT-NEODYMIUM FROM HETEROCOMPLEXES AND THEIR CATALYTIC ACTIVITY IN THE DECOMPOSITION OF HYDROGEN PEROXIDE |
| title_full | SYNTHESIS OF COMPLEX OXIDES OF COBALT-NEODYMIUM FROM HETEROCOMPLEXES AND THEIR CATALYTIC ACTIVITY IN THE DECOMPOSITION OF HYDROGEN PEROXIDE |
| title_fullStr | SYNTHESIS OF COMPLEX OXIDES OF COBALT-NEODYMIUM FROM HETEROCOMPLEXES AND THEIR CATALYTIC ACTIVITY IN THE DECOMPOSITION OF HYDROGEN PEROXIDE |
| title_full_unstemmed | SYNTHESIS OF COMPLEX OXIDES OF COBALT-NEODYMIUM FROM HETEROCOMPLEXES AND THEIR CATALYTIC ACTIVITY IN THE DECOMPOSITION OF HYDROGEN PEROXIDE |
| title_short | SYNTHESIS OF COMPLEX OXIDES OF COBALT-NEODYMIUM FROM HETEROCOMPLEXES AND THEIR CATALYTIC ACTIVITY IN THE DECOMPOSITION OF HYDROGEN PEROXIDE |
| title_sort | synthesis of complex oxides of cobalt-neodymium from heterocomplexes and their catalytic activity in the decomposition of hydrogen peroxide |
| topic_facet | neodymium cobalt complex oxide catalytic activity hydrogen peroxide |
| url | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/463 |
| work_keys_str_mv | AT sliusarchukliudmyla synthesisofcomplexoxidesofcobaltneodymiumfromheterocomplexesandtheircatalyticactivityinthedecompositionofhydrogenperoxide AT zheleznovalidia synthesisofcomplexoxidesofcobaltneodymiumfromheterocomplexesandtheircatalyticactivityinthedecompositionofhydrogenperoxide AT kuleshovserhii synthesisofcomplexoxidesofcobaltneodymiumfromheterocomplexesandtheircatalyticactivityinthedecompositionofhydrogenperoxide AT rohovtsovoleksandr synthesisofcomplexoxidesofcobaltneodymiumfromheterocomplexesandtheircatalyticactivityinthedecompositionofhydrogenperoxide AT trunovaolena synthesisofcomplexoxidesofcobaltneodymiumfromheterocomplexesandtheircatalyticactivityinthedecompositionofhydrogenperoxide AT khomenkoborys synthesisofcomplexoxidesofcobaltneodymiumfromheterocomplexesandtheircatalyticactivityinthedecompositionofhydrogenperoxide |