содержание .. 2 3 4

Изучение влияния темплатов на формирование катализатора на основе хлорида иттрия - часть 4

100

DTG, %/min

DSC, W/g

TG,%

M/Z=44

M/Z=37

M/Z=18

DSC

DTG

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

Temperature,

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

Temperature,

Рисунок 3.24 – Термограмма образца, полученного при рН 9,0

100

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

M/Z=44

M/Z=37

M/Z=18

DSC

DTG

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

Temperature,

DSC, W/g

DTG, %/min

TG, %

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

Temperature,

Рисунок 3.25 – Термограмма образца, полученного при рН 10,0

Все образцы, синтезированные при данных условиях, имеют схожие интервалы

температур отщепления воды (M/Z=18) и углекислого газа (M/Z=44). Первый эндо-
эффект  с  выделением  воды  из  пор  образца  наблюдается  при  температуре  около
150 °С,  второй  –  около  300 °С,  одновременно  с  этим  выделяется  небольшое
количество  углекислого  газа.  Пик  выделения  СО

приходится на интервал 450–

500 °С, также наблюдается выделение воды при 450–800 °С. Кроме того, при
температуре около 800 °С зафиксировано выделение незначительного количества
СО

. Отщепление HCl (M/Z=37) незначительное, и происходит только при

температуре свыше 900 °С.

На рисунках 3.26–3.28 представлены термограммы образцов, синтезированных

золь-гель методом в присутствии лимонной кислоты, введенной после NaOH.
Время синтеза – 24 часа.

100

DSC

DTG

M/Z=44

M/Z=37

M/Z=18

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

Temperature, C

DTG, %/min

DSC, W/g

TG,%

-1.0

-0.9

-0.8

-0.7

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0.0

-0.7

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0.0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

Temperature, C

Рисунок 3.26 – Термограмма образца, полученного при рН 8,0

100

-1.0

-0.5

0.0

M/Z=44

M/Z=37

M/Z=18

DSC

DTG

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

Temperature, C

DTG, %/min

DSC,W/g

TG,%

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

Temperature, C

Рисунок 3.27 – Термограмма образца, полученного при рН 9,0

100

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

-0.5

-1.0

-1.5

-2.0

M/Z=37

M/Z=44

M/Z=18

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

Temperature,

DSC, W/g

TG, %

DTG, %/min

DSC

DTG

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

Temperature,

Рисунок 3.28 – Термограмма образца, полученного при рН 10,0

Образцы, синтезированные золь-гель методом, имеют схожие интервалы

температур отщепления компонентов. Первый эндо-эффект с выделением
наибольшего количества воды (M/Z=18) наблюдается при температуре 150–200 °С.
Второй этап отщепления воды происходит при 400–650 °С, и одновременно с этим
выделяется наибольшее количество СО

(M/Z=44). Кроме того, на этом же

интервале  температур  наблюдается  пик  выделения  HCl  (M/Z=37)  в  небольшом
количестве.  Стоит  отметить,  что  в  случае  проведения  синтеза  при  рН  9,0
отщепление  HCl  также  наблюдается  при  температуре  около  1050 °С.  Выделение
незначительного количества СО

также происходит при 800 °С.

При сравнении термограмм образцов можно сделать вывод о том, что в случае

применения золь-гель метода синтеза пики отщепления воды смещаются в область
более низких температур, чем при гидротермальном синтезе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1) Методом сканирующей электронной микроскопии было обнаружено, что при

введении лимонной кислоты после гидролитического агента NaOH образуется
структура в виде полых пористых сфер.

2) По данным дифрактограмм можно заключить, что в присутствии натрий

додецилсульфата образуется вещество кристаллической структуры, содержащее
две фазы. Одна из них не определена с помощью имеющихся в наличии баз данных,
состав другой определяется веществом Y

(OH)

4,86

1,14

·1,07H

O. В присутствии

лимонной кислоты образуется вещество, имеющее аморфную структуру.

3) Результаты термического анализа показали, что лимонная кислота входит в

структуру образца в процессе синтеза и отщепляется в два этапа. При
гидротермальном синтезе обнаружено два вида поровой воды. Это подтверждается
двумя пиками на кривой ДТГ. При использовании золь-гель метода синтеза вода
менее связана в структуре образца, что подтверждается смещением пиков
отщепления воды в область более низких температур.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 Рябчиков, Д.И. Аналитическая химия редкоземельных элементов и иттрия:

учебное пособие / Д.И. Рябчиков, В.А. Рябухин. – М: Наука, 1966. – 379 с.

2 Брыкин, А.В. Анализ рынка редкоземельных элементов (РЗЭ) и РЗЭ-

катализаторов / А.В. Брыкин, А.В. Артемов, К.А. Колегов // Катализ в
промышленности. – 2013. – № 4. – С. 7–15.

3 Nan, L., Kazumichi, Y. Controlling the morphology of yttrium oxide through

different precursors synthesized by hydrothermal method / L. Nan, Y. Kazumichi //
Journal of Solid State Chemistry. – 2008. – № 181. – Р. 1738– 1743.

4 Большаков, К.А. Химия и технология редких и рассеянных элементов:

учебное пособие для вузов / К.А. Большаков. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.:
Высшая школа, 1976. – 368 с.

5 Азаренков, Н.А. Наноматериалы, нанопокрытия, нанотехнологии: учебное

пособие / Н.А. Азаренков, В.М. Береснев, А.Д. Погребняк. – Харьков: ХНУ им. В.Н.
Каразина, 2009. – 209 с.

6 Ребиндер, П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-

химическая механика: учебн. пособие / П.А. Ребиндер. – М.: Наука, 1979. – 384 с.

7 Золь-гель технология микро и нанокомпозитов: Учебное пособие / В.А.

Мошников, Ю.М. Таиров, Т.В. Хамова, О.А. Шилова. – СПб.: Издательство
«Лань», 2013. – 304 с.

8 Шабанова, Н.А. Основы золь-гель технологии нанодисперсного кремнезёма:

уч. пособие / Н.А. Шабанова, П.Д. Саркисов. – М.: «Академкнига», 2004. – 208 с.

9 Weifan, C. Synthesis of nano-sized yttria via a sol-gel process based on hydrated

yttrium nitrate and ethylene glycol and its catalytic performance for thermal
decomposition of NH4 CL04 / C. Weifan, L. Fengsheng, L. Leili // Journal of rare earths
– 2006. – V. 24 – P. 543 – 548.

10 Адамова, Л.В. Сорбционный метод исследования пористой структуры

наноматериалов и удельной поверхности наноразмерных систем: учебное пособие /
Л.В, Адамова, А.П. Сафронов. – Екатеринбург: Изд-во Уральский
государственный университет им. А.М. Горького, 2008. – 289 с.

11 Головин, Ю.И. Основы нанотехнологий: учебное пособие / Ю.М. Головин. –

М: Изд-во Машиностроение, 2012. – 656 с.

12 Weijia, L. Single-step in situ synthesis of double bond-grafted yttrium-hydroxide

nanotube core-shell structures / L. Weijia. – Cambridge: UK, 2003.

13 Arabi, A.M. The function of nano-polystyrene template and comb polycarboxylic

acid surfactant in synthesis of ZnS nanoparticles via hydrothermal method / A.M. Arabi,
T. Ebadzadeh, A.A. Yousefi, M. Pishvaei, E.M. Rad, F. Najafi // Iranian Polymer Journal
– 2011. – V. 20 (7). – P. 559–569.

14 Hassanzadeh-Tabrizi, S.A. Synthesis and luminescence properties of YAG:Ce

nanopowder prepared by the Pechini method / S.A. Hassanzadeh-Tabrizi // Advanced
Powder Technology – 2012. – V. 23. – P. 324–327.

15 Singh, K.A. Effect of citric acid on the synthesis of nano-crystalline yttria

stabilized zirconia powders by nitrate-citrate process / K.A. Singh, L.C. Pathak, S.K. Roy
// Ceramics International – 2007. – V. 33. – P. 1463–1468.

16 Авдин, В.В. Синтез и исследование сорбционных свойств оксигидратов

иттрия, полученных при разных концентрациях ПАВ / В.В. Авдин, Т.В. Сафонова,
А.А. Лымарь // Вестник ЮУрГУ. Серия «Химия». – 2011. – Вып. 5. – № 12 (229). –
С. 58–62.

17 Фетисов, Г.В. Синхротронное излучение. Методы исследования структуры

веществ: учебное пособие / Г.В. Фетисов. – М.: Физматлит, 2007. – 672 с.

18 Кузнецова, Г.А. Качественный рентгенофазовый анализ: методические

указания / Г.А. Кузнецова. – Иркутск: Физматиздат, 2005. – 28 с.

19 Гусев, А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии: учебник / А.И.

Гусев. – М.: Физматлит, 2007. – 416 с.

20 Золотарев, В.М. Современные методы исследования оптических материалов:

учебное пособие / В.М. Золотарев, Н.В. Никоноров, А.И. Игнатьев. – СПб.: ИУ
ИТМО, 2013. – 266 с.

21 Альмяшев, В.И. Термические методы анализа: учебное пособие / В.И.

Альмяшев, В.В. Гусаров. – СПб.: СПбГЭТУ (ЛЭТИ), 1999. – 40 с.

22 Дребущак, В.А. Термический анализ: учебное пособие / В.А. Дребущак, Г.Ю.

Шведенков. – Новосибирск: Новосибирский госуниверситет, 2003. – 114 с.

23 Цао, Г. Наноструктуры и наноматериалы. Синтез, свойства и применение / Г.

Цао, И. Ван. – 2-е издание. – М.: Научный мир, 2012. — 515 с.

24 Власов, А.И. Электронная микроскопия: учебное пособие / А.И. Власов, К.А.

Елсуков, И.А. Косолапов. – М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. – 168 с.

25 Синдо, Д. Аналитическая просвечивающая электронная микроскопия:

учебник / Д. Синдо, Т. Оикава. – М.: Техносфера, 2006. – 190 с.

26 Миронов, В.С. Основы сканирующей зондовой микроскопии: учебное

пособие / В.С. Миронов. – М.: Техносфера, 2004, – 143 с.

27 Сканирующая

электронная

микроскопия

энергодисперсионным

химическим анализом – http://www.bgtu.net/rus/rem/.

28 Вакуумный сушильный шкаф Binder VDL 53. – http://www.labcom.ru/.
29 Многоцелевой рентгеновский дифрактометр. – http://www.rigaku.com.

содержание .. 2 3 4