Sol-gel synthesis, structure and adsorption properties of LiMgxMn(2-x)O4 (0 ≤ x ≤ 0.7) Oxides

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Lithium manganese оxides with a spinel structure LiMgxMn(2–x)O4, doped with Mg2+ ions in the range 0 ≤ x ≤ 0.7, were obtained by sol-gel synthesis. Phase composition and morphology of obtained оxides were studied by using X-ray phase analysis and scanning electron microscopy. It is shown, that in the studied range 0 ≤ x ≤ 0.7 Mg-doped lithium manganese оxides saved the structure of the original cubic spinel LiMn2O4, while an increase in parameter a was observed from 8.175 to 8.309 Å and average crystallite size practically unchanged (30–36 nm). Samples of the initial LiMn2O4 and Mg-doped spinels were represented by prismatic particles of submicron (0.1–0.2 µm) and micron (1.0–3.0 µm) sizes, respectively. The effect of the adsorbent dose (0.05–0.3 g/l) and pH (3.0–13.0) of the solution on the adsorption efficiency was studied. The adsorption isotherms of the LiMg0.3Mn1.7O4 samples were described by the Langmuir monomolecular adsorption equation. An increase in the temperature of the model solution from 25 to 45°C was accompanied by an increase in the maximum adsorption of the LiMg0.3Mn1.7O4 samples from 10.50 to 10.98 mmol/g, which indicates the endothermic nature of the adsorption process. The kinetics of adsorption was well described by a pseudo-second order equation, which indicates the occurrence of chemical interaction during the adsorption process.

About the authors

Sh. A. Begimkulova

Rashidov Samarkand State University

Author for correspondence.
Email: bshahnoza0206@gmail.com
Uzbekistan, Samarkand, 140100

A. M. Nasimov

Rashidov Samarkand State University

Email: bshahnoza0206@gmail.com
Uzbekistan, Samarkand, 140100

O. N. Ruzimuradov

Turin Polytechnic University in Tashkent

Email: bshahnoza0206@gmail.com
Uzbekistan, Tashkent, 100095

V. G. Prozorovich

Institute of General and Inorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Belarus

Email: bshahnoza0206@gmail.com
Belarus, Minsk, 220072

A. I. Ivanets

Institute of General and Inorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Belarus

Email: bshahnoza0206@gmail.com
Belarus, Minsk, 220072

References

  1. Liu D.-F., Sun Sh.-Y., Yu J.-G. // Chem. Eng. J. 2019. V. 377. P. 119825. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.08.211
  2. Ryu J.Ch., Shin J., Lim Ch. et al. // Hydrometallurgy. 2022. V. 209. P. 105837. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2022.105837
  3. Zhang G., Zhang J., Zeng J. et al. // Coll. Surf. A. 2021. V. 629. P. 127465. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2021.127465
  4. Tan L., Li Zh., Tong Zh. et al. // Ceram. Int. 2024. V. 50. № 4. P. 5877. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.11.386
  5. Tomon Ch., Sarawutanukul S., Phattharasupakun N. et al. // Commun. Chem. 2022. V. 5. P. 54. https://doi.org/10.1038/s42004-022-00670-y
  6. Qiu Y., Peng X., Zhou L. et al. // Batteries. 2023. V. 9. № 2. P. 123. https://doi.org/10.3390/batteries9020123
  7. Weng D., Duan H., Hou Y. et al. // Prog. Nat. Sci.: Mater. Int. 2020. V. 30. № 2. P. 139. https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2020.01.017
  8. Cheng M., Yao Ch., Su Y. et al. // Chemosphere. 2021. V. 279. P. 130487. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.130487
  9. Gao Y., Wang Sh., Gao F. et al. // Microporous Mesoporous Mater. 2023. V. 351. P. 112492. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2023.112492
  10. Gao J.-M., Du Z., Zhao Q. et al. // J. Mater. Res. Technol. 2021. V. 13. P. 228. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.04.073
  11. Liu Zh., Chen K., Ding J. et al. // Hydrometallurgy. 2023. V. 219. P. 106078. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2023.106078
  12. Siekierka A. // Sep. Purif. Technol. 2020. V. 236. P. 116234. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2019.116234
  13. Tian G., Gao J., Wang M. et al. // Electrochim. Acta. 2024. V. 475. P. 143361. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2023.143361
  14. Singh G., Gupta S.L., Prasad R. et al. // J. Phys. Chem. Solids. 2009. V. 70. № 8. P. 1200. https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2009.07.001
  15. Llusco A., Grageda M., Ushak S. // Nanomaterials. 2020. V. 10. № 7. P. 1409. https://doi.org/10.3390%2Fnano10071409
  16. Ross N., Willenberg Sh., Juqu Th. et al. // J. Nanotechnol. 2024. V. 2024. P. 7020995. https://doi.org/10.1155/2024/7020995
  17. Zhan H., Qiao Y., Qian Zh. et al. // J. Ind. Eng. Chem. 2022. V. 114. P. 142. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2022.07.003
  18. Park S. H., Yan Y.-Zh., Kim J. et al. // Hydrometallurgy. 2022. V. 208. P. 105812. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2021.105812
  19. Bao L.-R., Zhang J.-Z., Tang W.-P. et al. // Desalination. 2023. V. 546. P. 116196. https://doi.org/10.1016/j.desal.2022.116196
  20. Sun Y., Wang Q., Wang Y. et al. // Sep. Purif. Technol. 2021. V. 256. P. 117807. https://doi.org/10.1016//j.seppur.2020.117807
  21. Karshyga Z., Yersaiynova A., Yessengaziyev A. et al. // Materials. 2023. V. 16. № 24. P. 7548. https://doi.org/10.3390%2Fma16247548
  22. Иванец А.И., Печенка Д.В., Прозорович В.Г. и др. // Докл. НАН Беларуси. 2023. Т. 67. № 1. С. 27. https://doi.org/10.29235/1561-8323-2023-67-1-27-37
  23. Бузанов Г.А., Нипан Г.Д., Жижин К.Ю. и др. // Журн. неорган. химии. 2017. Т. 62. № 5. С. 551.
  24. Ivanets A., Prozorovich V., Kouznetsova T. et al. // J. Hazard. Mater. 2021. V. 411. P. 124902. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.1249023
  25. Tran H.N., You Sh.-J., Hosseini-Bandegharaei A. et al. // Water Res. 2017. V. 120. P. 88. https://doi.org/10.1016/j.watres.2017.04.014

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

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».