Исследование гигроскопичности α-Zn₂P₂O₇

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

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.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

Д. Ватлин

Институт химии твердого тела УрО Российской академии наук

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: d.a.vatlin@mail.ru
Ресей, ул. Первомайская, 91, Екатеринбург, 620108

О. Резницких

Институт химии твердого тела УрО Российской академии наук

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

E. 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
Ресей, Первомайская, 91, Екатеринбург, 620108; ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108

О. Бушкова

Институт химии твердого тела УрО Российской академии наук

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

Әдебиет тізімі

  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

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Experimental (dots) and calculated (line) X-ray diffraction patterns of synthesized Zn₂P₂O₇ (the difference between the experiment and calculation is the blue line, the dashes are the angular positions of the α-Zn₂P₂O₇ phase reflections, the structural model of α-Zn₂P₂O₇ is taken from the article [15]).

Жүктеу (179KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. DSC curves of the synthesized product α-Zn₂P₂O₇ obtained by heating–cooling cycling in the range of 25–1100°C: 1 – first heating, 2 – first cooling, 3 – second heating, 4 – second cooling; I – polymorphic transition α → β; II – incongruent melting of Zn₂P₂O₇; III – liquidus.

Жүктеу (115KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Water vapor absorption curve of α-Zn₂P₂O₇ powder at 25°C and 75% relative humidity (n is the number of sorbed water molecules per formula unit of zinc pyrophosphate).

Жүктеу (60KB)
Метадеректер
5. Rice. 4. X-ray diffraction pattern of the resulting sample Zn₂P₂O₇ ∙ 5H₂O and bar X-ray diffraction pattern of Zn₄(P₂O₇)₂ ∙ 10H₂O (ICDD No. 01-075-5365).

Жүктеу (214KB)
Метадеректер
6. Fig. 5. STA results for the Zn₂P₂O₇∙5H₂O sample: a – TG curve, b – DSC curve, c – H₂O ion current curve (m = 18).

Жүктеу (216KB)
Метадеректер
7. Fig. 6. X-ray diffraction pattern of α-Zn₂P₂O₇ obtained after annealing Zn₂P₂O₇∙5H₂O at 700°C (the structural model of α-Zn₂P₂O₇ is taken from the article [16]).

Жүктеу (172KB)
Метадеректер
8. Fig. 7. X-ray diffraction pattern of Zn₂P₂O₇ sample obtained by annealing Zn₂P₂O₇ ∙ 5H₂O at 500°C; the structural models of α-Zn₂P₂O₇ and γ-Zn₂P₂O₇ are taken from [16] and [19], respectively.

Жүктеу (220KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 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».