Исследование гигроскопичности α-Zn₂P₂O₇

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследовано поглощение паров воды α-модификацией пирофосфата цинка Zn₂P₂O₇ при 25°С. Установлено, что это соединение обладает высокой гигроскопичностью, обусловленной образованием кристаллогидрата состава Zn₂P₂O₇ ∙ 5H₂O. Показано, что удаление кристаллизационной воды протекает в три стадии, начинаясь при 60°С и полностью завершаясь при 400°С. Фазовый состав продукта дегидратации зависит от температуры термообработки: ниже 500°С наблюдается значительная степень аморфизации и преимущественное формирование γ-Zn₂P₂O₇, тогда как однофазный α-Zn₂P₂O₇ может быть получен в результате отжига при температурах выше 600°С.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. А. Ватлин

Институт химии твердого тела УрО Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: d.a.vatlin@mail.ru
Россия, ул. Первомайская, 91, Екатеринбург, 620108

О. Г. Резницких

Институт химии твердого тела УрО Российской академии наук

Email: d.a.vatlin@mail.ru
Россия, ул. Первомайская, 91, Екатеринбург, 620108

Е. А. Шерстобитова

Институт химии твердого тела УрО Российской академии наук, ул.; Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО Российской академии наук

Email: d.a.vatlin@mail.ru
Россия, Первомайская, 91, Екатеринбург, 620108; ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108

О. В. Бушкова

Институт химии твердого тела УрО Российской академии наук

Email: d.a.vatlin@mail.ru
Россия, ул. Первомайская, 91, Екатеринбург, 620108

Список литературы

  1. Niu Y., Zhang Y., Xu M. A Review on Pyrophosphate Framework Cathode Materials for Sodium-Ion Batteries // J. Mater. Chem. A. 2019. № 7. Р.15006. https://doi.org/10.1039/c9ta04274a
  2. Alekseeva A.M., Tertov I.V., Mironov A.V., Mikheev I.V., Drozhzhin O.A., Zharikova E.V., Rozova M.G., Antipov E.V. Exploring Route for Pyrophosphate-based Electrode Materials: Interplay between Synthesis and Structure // Z. Anorg. Allg. Chem. 2020. V. 646. № 14. P. 1260-1266. https://doi.org/10.1002/zaac.202000066
  3. Курзин А.В., Евдокимов А.Н. Получение биодизельного топлива переэтерификацией триглицеридов в присутствии пирофосфата натрия // Журн. прикл. химии. 2019. Т. 92. № 10. С. 1283-1290. https://doi.org/10.1134/S0044461819100074
  4. Patil S.S., Patil P.S. 3D Bode Analysis of Nickel Pyrophosphate Electrode: A Key to Understanding the Charge Storage Dynamics // Electrochim. Acta. 2023. V. 451. P. 142278. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2023.142278
  5. Никитина Ю.О., Петракова Н.В., Козюхин С.А., Сиротинкин В.П., Коновалов А.А., Каргин Ю.Ф., Баринов С.М., Комлев В.С. Термическая стабильность и люминесцентные свойства церийсодержащего трикальцийфосфата // Неорган. материалы. 2023. Т. 59. № 4. С. 408-418. https://doi.org/10.31857/S0002337X23040097
  6. Ещенко Л.С., Коробко Е.В., Понятовский О.В. Получение и электрореологические свойства безводного ортофосфата алюминия // Неорган. материалы. 2023. Т. 59. № 1. С. 77-82. https://doi.org/10.31857/S0002337X23010074
  7. Bail A., Hansen T., Crichton W. Tetrapotassium Pyrophosphates γ- and Δ-K4P2O7 // Powder Diffr. 2013. V. 28. № 1. P. 2-12. https://doi.org/10.1017/S0885715612000954
  8. Colodero R.M.P., Olivera-Pastor P., Cabeza A., Bazaga-García M. Properties and Applications of Metal Phosphates and Pyrophosphates as Proton Conductors // Materials. 2022. V. 15. № 4. P. 1292. https://doi.org/10.3390/ma15041292
  9. Gupta S.K., Ghosh P.S., Yadav A.K., Jha S.N., Bhattacharyya D., Kadam R.M. Origin of Blue-Green Emission in α-Zn₂P₂O₇ and Local Structure of Ln3+ Ion in α-Zn₂P₂O₇:Ln3+ (Ln = = Sm, Eu): Time-Resolved Photoluminescence, EXAFS, and DFT Measurements // Inorg. Chem. 2017. V. 56. № 1. P. 167-178. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.6b01788
  10. Karaphun A., Sawadsitang S., Duangchuen T., Chirawatkul P., Putjuso T., Kumnorkaew P., Maensiri S., Swatsitang E. Influence of Calcination Temperature on Structural, Morphological, and Electrochemical Properties of Zn₂P₂O₇ Nanostructure // Surf. Interfaces. 2021. V. 23. P. 100961. https://doi.org/10.1016/j.surfin.2021.100961
  11. Havewala N. B., Morris K. T., Shoup R. D. Method for Forming a Non-Hygroscopic Zinc-Phosphate Compound and a Zinc-Phosphate Glas: US Patent 5482526A. 1996.
  12. Assaaoudi H., Butler I. S., Kozinski J., Bélanger-Gariépy F. Crystal Structure, Vibrational Spectra and Thermal Decomposition of a New Tetrazinc(II) Dipyrophosphate Decahydrate, Zn4(P2O7)2*10H₂O // J. Chem. Crystallogr. 2005. V. 35. № 1. P. 49–59. https://doi.org/10.1007/s10870-005-1154-7
  13. Watanabe M., Onoda S. The Synthesis and Thermal Behaviour of Zinc Diphosphates // J. Mater. Sci. 1990. V. 25. P. 4356–4360. https://doi.org/10.1007/BF00581095
  14. Langlet M., Benali M., Pezron I., Saleh K., Guigon P., Metlas-Komunjer L. Caking of Sodium Chloride: Role of Ambient Relative Humidity in Dissolution and Recrystallization Process // Chem. Eng. Sci. 2013. V. 86. P. 78–86. https://doi.org/10.1016/j.ces.2012.05.014
  15. Stöger B., Weil M., Dušek M. The α ↔ β Phase Transitions of Zn₂P₂O₇ Revisited: Existence of an Additional Intermediate Phase with an Incommensurately Modulated Structure // Acta Crystallogr., Sect. B: Struct. Sci. 2014. V. 70. № 3. P. 539–554. https://doi.org/10.1107/S205252061401049X
  16. Robertson B.E., Calvo C. Crystal Structure of α-Zn₂P₂O₇ // J. Solid State Chem. 1970. V. 1. № 2. P. 120-133. https://doi.org/10.1016/0022-4596(70)90002-2
  17. Katnack F.L., Hummel F.A. Phase Equilibria in the System ZnO-P2O5 // J. Electrochem. Soc. 1958. V. 105. № 3. P. 125-133.
  18. Petrova M.A., Shitova V.I., Mikirticheva G.A., Popova V.F., Malshikov A. E. New Data on Zn₂P₂O₇ Phase Transformations // J. Solid State Chem. 1995. V. 119. № 2. P. 219–223. https://doi.org/10.1016/0022-4596(95)80035-N
  19. Bataille T., Bénard-Rocherullé P., Louër D. Thermal Behaviour of Zinc Phenylphosphonate and Structure Determination of γ-Zn₂P₂O₇ from X-Ray Powder Diffraction Data // J. Solid State Chem. 1998. V. 140. № 1. P. 62–70. https://doi.org/10.1006/jssc.1998.7854

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Экспериментальная (точки) и расчетная (линия) рентгенограммы синтезированного Zn₂P₂O₇ (разность между экспериментом и расчетом – синяя линия, штрихи – угловые положения рефлексов фазы α-Zn₂P₂O₇, структурная модель α-Zn₂P₂O₇ взята из статьи [15]).

Скачать (179KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Кривые ДСК синтезированного продукта α-Zn₂P₂O₇, полученные при циклировании нагрев–охлаждение в интервале 25–1100°C: 1 – первый нагрев, 2 – первое охлаждение, 3 – второй нагрев, 4 – второе охлаждение;. I – полиморфный переход α → β; II – инконгруэнтное плавление Zn₂P₂O₇; III – ликвидус.

Скачать (115KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Кривая поглощения паров воды порошком α-Zn₂P₂O₇ при 25°C и относительной влажности 75% (n – число сорбированных молекул воды в расчете на формульную единицу пирофосфата цинка).

Скачать (60KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Рентгенограмма полученного образца Zn₂P₂O₇ ∙ 5H₂O и штрих-рентгенограмма Zn₄(P₂O₇)₂ ∙ 10H₂O (ICDD № 01-075-5365).

Скачать (214KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Результаты СТА для образца Zn₂P₂O₇∙5H₂O: а – кривая ТГ, б – кривая ДСК, в – кривая ионного тока H₂O (m = 18).

Скачать (216KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Рентгенограмма α-Zn₂P₂O₇, полученного после отжига Zn₂P₂O₇∙5H₂O при 700°C (структурная модель α-Zn₂P₂O₇ взята из статьи [16]).

Скачать (172KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Рентгенограмма образца Zn₂P₂O₇, полученного отжигом Zn₂P₂O₇ ∙ 5H₂O при 500°C; структурные модели α-Zn₂P₂O₇ и γ-Zn₂P₂O₇ взяты из статей [16] и [19] соответственно.

Скачать (220KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».