Сольвотермический синтез метастабильных оксидов молибдена, вольфрама и ванадия

  • Татьяна Викторовна Свиридова Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0002-2337-0077
DOI: https://doi.org/10.33581/2520-257X-2020-1-32-39

Аннотация

Показано, что в сольвотермических условиях поликонденсация оксокислот молибдена, вольфрама и ванадия приводит к формированию метастабильных оксидных фаз (гексагональных MoO3 и WO3, ламеллярного ксерогеля V2O5) в виде микрокристаллов размером 2–10 мкм, причем образующиеся в качестве побочного продукта гидраты указанных оксидов в процессе роста частиц оксидной фазы претерпевают постепенную рекристаллизацию. Установлено, что изменение концентрации рабочего раствора на ранних стадиях синтеза позволяет эффективно управлять зародышеобразованием и, в частности, получать оксидные частицы субмикронных размеров при сохранении структурного типа и габитуса.

Биография автора

Татьяна Викторовна Свиридова, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат химических наук; доцент кафедры неорганической химии химического факультета

Литература

  1. Gerand B, Seguin L. The soft chemistry of molybdenum and tungsten oxides: a review. Solid State Ionics. 1996;84:199–204. DOI: 10.1016/0167-2738(96)00029-X.
  2. Atuchin VV, Gavrilova TA, Kostrovsky VG, Pokrovsky LD, Troitskaia IB. Morphology and Structure of Hexagonal MoO3 Nanorods. Inorganic Materials. 2008;44(6):622–627. DOI: 10.1134/S0020168508060149.
  3. de Castro IA, Datta RS, Ou JZ, Castellanos-Gomez A, Sriram S, Daeneke T, Kalantar-Zadeh K. Molybdenum Oxides – From Fundamentals to Functionality. Advanced Materials. 2017;29:1–31. DOI: 10.1002/adma.201701619.
  4. Comini E, Yubao L, Brando Y, Sberveglieri G. Gas sensing properties of MoO3 nanorods to CO and CH3OH. Chemical Physics Letters. 2005;407(4–6):368–371. DOI: 10.1016/j.cplett.2005.03.116.
  5. Baker B, Feist TP, McCarron III EМ. Soft Chemical Synthesis of a High-Pressure Phase of Molybdenum Trioxide: MoO3-II. Journal of Solid State Chemistry. 1995;119:199–202. DOI: 10.1016/0022-4596(95)80030-S.
  6. Chemseddine A, Babonneau F, Livage J. Anisotropic WO3 ∙ nH2O layers deposited from gels. Journal of Non-Crystalline Solids. 1987;91(2):271–278. DOI: 10.1016/S0022-3093(87)80311-3.
  7. Livage J, Henry M, Sanchez C. Sol-gel chemistry of transition metal oxides. Progress in Solid State Chemistry. 1988;18:259–341. DOI: 10.1016/0079-6786(88)90005-2.
  8. Seguin L, Figlarz M. A novel supermetastable WO3 phase. Solid State Ionics. 1993;63/65:437–441. DOI: 10.1016/0167-2738(93)90141-O.
  9. Tomskii IS, Vishnetskaya МV, Kokorin АI. The partial catalytic oxidation of toluene on vanadium and molybdenum oxides. Khimicheskaya fizika. 2008;27(7):66–71. Russian.
  10. Neiman АY, Trafieva МF, Kostikov YuP. Chemism and mass-transfer routes during phase formation in the V2O5/MoO3 system. Zhurnal neorganicheskoi khimii. 2005;50(10):1582–1595. Russian.
  11. Chemseddine A, Henry M, Livage J. Sol-gel derived electrochromic layers. Revue de Chimie Minerale. 1984;21(4):487–495.
  12. Giebeler L, Wirth A, Martens JA, Vogel H, Fuess H. Phase transitions of V – Mo – W mixed oxides during reduction/reoxidation cycles. Applied Catalysis A: General. 2010;379(1–2):155–165. DOI: 10.1016/j.apcata.2010.03.022.
  13. Braithwaite ER, Íabe J, editors. Molybdenum: an outline of its chemistry and uses. Amsterdam: Elsevier; 1994. 564 p.
  14. Wu C-G, DeGroot DC, Marcy HO, Schindler JL, Kannewurf CR, Liu Y-J, et al. Redox Intercalative Polymerization of Aniline in V2O5 Xerogel. The Postintercalative Intralamellar Polymer Growth in Polyaniline/Metal Oxide Nanocomposites is Facilitated by Molecular Oxygen. Chemistry of Materials. 1996;8:1992–2004. DOI: 10.1021/cm9600236.
  15. Quites FJ, Bisio C, Vinhas R de Cássia G, Landers R, Marchese L, Pastore HO. Vanadium oxide intercalated with polyelectrolytes: novel layered hybrids with anion exchange properties. Journal of Colloid and Interface Science. 2012;368:462–469. DOI: 10.1016/j.jcis.2011.11.013.
  16. Zakharov GS, Volkov IL. Intercalation compounds based on vanadium(V) oxide xerogel(V). Uspekhi khimii. 2003;72(4):346–362. Russian.
  17. Hu H, Deng Ch, Xu J, Zhang K, Sun M. Metastable h-MoO3 and stable α-MoO3 microstructures: controllable synthesis, growth mechanism and their enhanced photocatalytic activity. Journal of Experimental Nanoscience. 2015;10(17):1336–1346. DOI: 10.1080/17458080.2015.1012654.
  18. Salje E. The Orthorhombic Phase of WO3. Acta Crystallographica Section B. 1977;33:574 –577. DOI: 10.1107/S0567740877004130.
  19. Jolivet JP. Metal oxide chemistry and synthesis: from solution to solid state. Chichester: Weinheim Wiley; 2000. 321 p.
  20. Jiang A, Pang Z, Jiang T. A study on the mechanism of producing tungstic acid by using complex-homogeneous precipitation method. In: W-Ti-Re-Sb’88: Proceedings of the First International Conference on the Metallurgy and Materials Science of Tungsten, Titanium, Rare Earths and Antimony; 1988 November; Changsha, Hunan Sheng, China. Beijing: International Academic Publishers; 1989. p. 217–222.
  21. Saidakhmedov UА, Arslanov SS. Ion-exchange synthesis of tungstic, molybdic, and vanadic acids. Zhurnal prikladnoi khimii. 1996;69(1):35–42. Russian.
  22. Spangenberg H. Westinghouse Electric Corp. Horseheads, NY. In: ASTM Powder Diffraction File International Centre Diffraction Data USA; card 21-569.
  23. Freedman ML, Leber S. General Electric Corp. Lamp Metals and Components Department, NY. In: ASTM Powder Diffraction File International Centre Diffraction Data USA; card 16-0497.
  24. Sviridova TV, Stepanova LI, Sviridov DV. Nano- and microcrystals of molybdenum trioxide and metal-matrix composites on their basis. In: Ortiz M, Herrera TH, editors. Molybdenum: Characteristics, Production and Applications. New York: Nova Science Publishers; 2012. 266 р.
  25. Pitsuga VG, Pozharskaya LА. On the nature of water in hydrates of molybdenum and tungsten oxides. Proceedings of the Academy of Sciences. 1978;13(3):249–252. Russian.
  26. Gerand B, Nowogrocki G, Guenot J, Figlarz M. Structural study of a new hexagonal form of tungsten trioxide. Journal of Solid State Chemistry. 1979;29:429–434. DOI: 10.1016/0022-4596(79)90199-3.
  27. Gerand B, Nowogrocki G, Guenot J, Figlarz M. A New Tungsten Trioxide Hydrate, WO3 ∙ 13H2O: Preparation, Characterization, and Crystallographic Study. Journal of Solid State Chemistry. 1981;38:312–318.
  28. Salje E. Lattice Dynamics of WO3. Acta Crystallographica Section A. 1975;A31:360 –363. DOI: 10.1107/S0567739475000757.
  29. Sultanova AB, Shoinbaev AT, Guseinova GD. Study of the physico-chemical properties of precipitates obtained from sodium tungstate solutions using hydrothermal precipitation of tungsten trioxide. Vestnik Kazanskogo natsional’nogo issledovatel’skogo tekhnicheskogo universiteta im. K. I. Satpaeva. 2011;3:182–187. Russian.
  30. Petkov V, Trikalitis PN, Bozin ES, Billinge SJL, Vogt T, Kanatzidis MG. Structure of V2O5 ∙ nH2O Xerogel Solved by the Atomic Pair Distribution Function Technique. Journal of the American Chemical Society. 2002;124:10157–10162. DOI: 10.1021/ja026143y.
  31. Giorgetti M, Passerini S, Berrettoni WHS. Evidence of Bilayer Structure in V2O5 Xerogel. Inorganic Chemistry. 2000;39(7):1514–1517. DOI: 10.1021/ic9913233.
Опубликован
2020-03-05
Ключевые слова: метастабильные оксиды, триоксид молибдена, триоксид вольфрама, оксид ванадия, сольвотермический синтез
Поддерживающие организации Работа выполнена при поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (грант № Х18Р-075).
Как цитировать
Свиридова, Т. В. (2020). Сольвотермический синтез метастабильных оксидов молибдена, вольфрама и ванадия. Журнал Белорусского государственного университета. Химия, 1, 32-39. https://doi.org/10.33581/2520-257X-2020-1-32-39
Выпуск
№ 1 (2020): Журнал Белорусского государственного университета. Химия
Раздел
Оригинальные статьи

Copyright (c) 2020 Журнал Белорусского государственного университета. Химия

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).