Прочные сферические композиты V2O5/TiO2–SiO2, полученные темплатным синтезом в комбинации с золь-гель методом

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Настоящее исследование посвящено получению прочных сферических композиционных материалов V2O5/TiO2-SiO2 комбинированным методом, включающим темплатный и золь-гель синтез. Установлены состав, размер и форма коллоидных частиц в бутанольном золе с тетрабутоксититаном и тетраэтоксисиланом, а также физико-химические процессы, приводящие к упрочнению сферических агломератов, полученных с использованием анионита гелевой структуры. Методами электрофореза, малоуглового рентгеновского рассеяния, вискозиметрии показано присутствие в золе положительно заряженных коллоидных частиц линзообразной и цилиндрической формы, размер которых при стабилизации золя достигает 53 Å. Поглощение золя анионитом в ванадиевой форме происходит за счет выравнивания осмотического давления в системе анионит/золь. Получены композиты сферической формы диаметром 300 мкм. Методом РФА показано, что композиты состоят из V2O5 ромбической структуры, TiO2 со структурой анатаза и аморфного диоксида кремния. Взаимодействие на границе раздела фаз V2O5 с TiO2 и SiO2, приводящее к упрочнению сферы композита V2O5/TiO2-SiO2, доказано методами ИК- и КР-спектроскопии. Полученные результаты могут быть использованы для синтеза оксидных композитов МхOy/TiO2-SiO2 со сферической формой агломератов.

Об авторах

С. А. Кузнецова

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: katy20.05.2004@mail.ru
Россия, пр-т Ленина, 36, Томск, 634050

О. С. Халипова

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: katy20.05.2004@mail.ru
Россия, пр-т Ленина, 36, Томск, 634050

А. Н. Шамсутдинова

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: katy20.05.2004@mail.ru
Россия, пр-т Ленина, 36, Томск, 634050

Список литературы

  1. Wiroonpochit P., Boonmee P., Kerdlap W. et al. // Constr. Build. Mater. 2022. V. 353. № 24. P. 129081. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.129081
  2. Zeng De-W., Peng S., Chen Ch. et al. // Int. J. Hydrogen Energy. 2016. V. 41. № 48. P. 22711. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2016.09.180
  3. Dorosheva I.B., Valeeva A.A., Rempel A.A. et al. // Inorg. Mater. 2021. V. 57. P. 503. https://doi.org/10.1134/S0020168521050022
  4. Tkachenko I.A., Marchenko Yu.V., Vasilyeva M.S. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. P. 1339. https://doi.org/10.1134/S0036023622090169
  5. Zhongmei D., Wenheng J., Weihong X. // J. Membr. Sci. 2011. V. 373. № 1–2. P. 167. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2011.03.001
  6. Ni J., Si J., Lan T. et al. // Fuel. 2024. V. 356. P. 129613. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.129613
  7. Bartik A., Fuchs J., Pacholik G. // Fuel Process. Technol. 2022. V. 237. P. 107402. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2022.107402
  8. Oviatt Jr. H.W., Shea K.J., Small J.H. // Chem. Mater. 1993. V. 5. P. 943. https://doi.org/10.1021/cm00031a012
  9. Lu Y., Cao G., Kale R.P. et al. // Chem. Mater. 1999. V. 11. P. 1223. https://doi.org/10.1021/cm980517y
  10. Vacassy R., Flatt R.J., Hofmann H. // J. Colloid Interface Sci. 2000. V. 227. P. 302. https://doi.org/10.1006/jcis.2000.6860
  11. Wei Q., Wang F., Nie Z.-R. et al. // J. Phys. Chem. B. 2008. V. 112. P. 9354. https://doi.org/10.1021/jp711573f
  12. Beck J.S., Vartuli J.C., Roth W.J. et al. // J. Am. Chem. Soc. 1992. V. 114. P. 10834. https://doi.org/10.1021/ja00053a020
  13. Козулин А.А., Скрипнях Е.Г., Скрипнях В.А. // Изв. вузов. Сер. Физика. 2012. Т. 55. № 7. С. 81.
  14. Takano Y., Ozawa T., Yoshinaka M. et al. // J. Mater. Synth. Process. 1999. V. 7. № 2. P. 107. https://doi.org/10.1023/A:1021869714265
  15. Kozlov G.V., Dolbin I.V., Magomedov Gus.M. // Glass Phys. Chem. 2023. V. 49. P. 402. https://doi.org/10.1134/S1087659622601009
  16. Kuznetsova S.A., Khalipova O.S., Lisitsa K.V. et al. // Nanosyst.: Phys. Chem. Math. 2021. V. 12. № 2. P. 232. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2021-12-2-232-245
  17. Kuznetsova S.A., Brichkov A.S., Lisitsa K.V. et. al. //Russ. J. Appl. Chem. 2019. V. 92. № 2. P. 171. https://doi.org/10.1134/S1070427219020010
  18. Kuznetsova S.A., Khalipova O.S., Khasanov V.V. et al. // Appl. Mater. Today. 2022. V. 29. P. 101655. https://doi.org/10.1016/j.apmt.2022.101655
  19. Jiaguo Yu., Xiujian Zh., Jimmy C.Yu. // J. Mater. Sci. Lett. 2001. V. 20. P. 1745. https://doi.org/10.1023/A:1012458411717
  20. Wang X., Wu G., Zhou B., Shen J. // Coat. Materi. 2012. V. 6. № 1. P. 76. https://doi.org/10.3390/ma6010076
  21. Alférez F.L., Olaya J.J., Bautista J.H. // Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio. 2018. V. 57. № 5. P. 195. https://doi.org/10.1016/j.bsecv.2018.02.001
  22. Zheng Jin-Yu, Pang Jie-Bin, Qiu Kun-Yuan, Wei Y. // Microporous Mesoporous Mater. 2001. V. 49. P. 189. https://doi.org/10.1016/s1387-1811(01)00417-6
  23. Zhangwen X., Jun Y., Kai W. et al. // Ceram. Int. 2022. V. 48. № 7. P. 9114. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.12.096
  24. Ivicheva S.N., Ovsyannikov N.A., Lysenkov A.S. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. P. 1908. https://doi.org/10.1134/S0036023622601489
  25. Tursunov F. // Universum: chemistry and biology. 2023. V. 112. P. 56. https://doi.org/10.32743/UniChem.2023.112.10.16043
  26. Zhang Y., Wu Y., Chen M., Wu L. // Colloids Surf., A: Physicochem. Eng. Aspects. 2010. V. 353. P. 216. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2009.11.016
  27. Huang G., Guo P., Wang J. et al. // Chem. Eng. J. 2020. V. 384. P. 123313. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.123313
  28. Alrammouza R., Lazerges M., Pironon J. et al. // Sens. Actuators, A: Phys. 2021. V. 332. P. 113179. https://doi.org/10.1016/j.sna.2021.113179
  29. Yanlong Yu., Hai Ming, Danfeng He et al. // J. Environ. Chem. Eng. 2023. V. 11. P. 111243. https://doi.org/10.1016/j.jece.2023.111243
  30. Manalastas-Cantos K., Konarev P.V., Hajizadeh N.R. et al. // J. Appl. Cryst. 2021. V. 54. P. 343. https://doi.org/10.1107/S1600576720013412
  31. Гринева О.В. // Журн. структур. химии. 2007. Т. 48. № 4. С. 802.
  32. Танасюк Д.А. // Успехи в химии и хим. технологии. 2014. Т. 28. № 6. С. 111.
  33. Айлер Р. Химия кремнезема: в 2 ч. пер. с англ. М.: Мир, 1982. Ч. 2. 1127 с.
  34. Fathimah S.S., Rao P.P., Vineetha J. et al. // Dalton Trans. 2014. V. 43. P. 15851. https://doi.org/10.1039/c4dt01788a
  35. Aureliano M., Gândara R.C. // J. Inorg. Biochem. 2005. V. 99. № 5. Р. 979. https://doi.org/10.1016/j.jinorgbio.2005.02.024
  36. Kristallov L.V., Koryakova O.V., Perelyaeva L.A. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 1987. V. 32. № 8. P. 1073.
  37. Кузнецова Ю.Л., Жиганшина Э.Р., Гущина К.С. и др. // Изв. вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023. Т. 13. № 1. С. 17. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2023-13-1-17-27
  38. Андрианов К.А., Курашева Н.А., Лаврухин Б.Д., Кутейникова Л.И. // Высокомол. соед. 1975. Т. 14. № 11. С. 2450.
  39. Мурашкевич А.Н., Лавицкая А.С., Баранникова Т.И., Жарский И.М. // Журн. прикл. спектроскопии. 2008. Т. 75. № 5. С. 724.
  40. Wang J., Wang X., Liu X. et al. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2015. V. 402. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2015.03.003
  41. Su Q., Huang C.K., Wang Y.J. et al. // Alloys Compd. 2009. V. 475. Р. 518.
  42. Wachs I.E. // Catal. Today. 1996. V. 27. № 3–4. P. 437. https://doi.org/10.1016/0920-5861(95)00203-0
  43. Christodoulakis A., Machli M., Lemonidou A.A. et al. // J. Catal. 2004. V. 222. № 2. P. 293. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2003.10.007
  44. Banares M., Wachs I. // J. Raman Spectrosc. 2010. V. 33. № 5. P. 359. http://dx.doi.org/10.1002/jrs.866
  45. Busca G. // J. Raman Spectrosc. 2002. V. 33. № 5. P. 348. http://dx.doi.org/10.1002/jrs.867
  46. Went G.T., Leu L.-J., Bell A.T. // J. Catal. 1992. V. 134. № 2. P. 479. https://doi.org/10.1016/0021-9517(92)90336-G
  47. Беликова С.Е. Водоподготовка: Справочник. М.: Аква-Терм, 2007. 240 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024