Synthesis and thermal transformations of tungstenphosphatemetallate complexes with hexamethylenetetramine

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The results of the synthesis and identification of complex compounds of hexamethylenetetramine (CH2)6N4 (HMTA) with tungstenphosphatemetallates are presented. The processes and crystalline products of thermal decomposition of compounds with the general formula: Cat5[PW11O39Z(HMTA)] ∙ nH2O, Cat=Na+, NH4+; Z=Co2+, Ni2+, Zn2+; n = 10–13 and the schemes for their thermolysis were established. It has been shown that ammonium salts during thermolysis form phases of the composition ZO ∙ 0.5P2O5 ∙ 11WO3 or Z6/73P6/73W66/73O3 with the structure of phosphotungsten bronze. The decomposition products of sodium salts are a mixture of phases with the structures of sodium tungstates Na2W2O7 and Na2W4O13. The research results can be used to predict thermal transformations and the composition of thermolysis products of similar complexes of HMTA and tungstenphosphatemetallates of other 3d-elements.

Full Text

Restricted Access

About the authors

N. S. Lozinskii

Litvinenko Institute of Physical Organic and Coal Chemistry

Email: jaroslavchem@mail.ru
Russian Federation, Donetsk, 283048

A. N. Lopanov

Shukhov Belgorod State Technological University

Email: jaroslavchem@mail.ru
Russian Federation, Belgorod, 308012

Ya. A. Moroz

Litvinenko Institute of Physical Organic and Coal Chemistry

Author for correspondence.
Email: jaroslavchem@mail.ru
Russian Federation, Donetsk, 283048

T. M. Pekhtereva

Litvinenko Institute of Physical Organic and Coal Chemistry

Email: jaroslavchem@mail.ru
Russian Federation, Donetsk, 283048

References

  1. Roy S., Crans D.C., Parac-Vogt T.N. et al. Polyoxometalates in Catalysis, Biology, Energy and Materials Science. Lausanne: Frontiers Media SA, 2019. 224 p. https://doi.org/10.3389/978-2-88963-233-6
  2. Cameron J.M., Guillemot G., Galambos Th. et al. // Chem. Soc. Rev. 2022. V. 51. P. 293. https://doi.org/10.1039/d1cs00832c
  3. Wang W., Chamoreau L.-M., Izzet G. et al. // J.Am. Chem. Soc. 2023. V. 145. № 22. P. 12136. https://doi.org/10.1021/jacs.3c01716
  4. Iijima J., Naruke H., Suzuki R.X. // ACS Omega. 2023. V. 8. P. 9673. https://doi.org/10.1021/acsomega.3c00711
  5. Zhao H., Zhao Ch., Liu Zh. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. 2023. V. 62. № 32. P. e202303989. https://doi.org/10.1002/anie.202303989
  6. Savić N.D., Salazar Marcano D.E., Quanten T. et al. // Inorganics 2021. V. 9. P. 22. https://doi.org/10.3390/inorganics9040022
  7. Wang J., Wang L., Yang Y. et al. // Batteries Supercaps. 2023. V. 6. № 5. P. e202200510. https://doi.org/10.1002/batt.202200510
  8. Chen Y., Li F., Li Sh. et al. // Inorg. Chem. Commun. 2022. V. 135. P. 109084. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2021.109084
  9. Churipard S.R., Kanakikodi K.S., Choudhuric J.R. et al. // RSC Adv. 2020. V. 10. P. 35988. https://doi.org/10.1039/d0ra07178a
  10. Zhang Y.M., An Ch.W., Zhang D.F. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. № 5. P. 679. https://doi.org/10.1134/s0036023621050223
  11. Lentink S., Marcano D.E.S., Moussawi M.A. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. 2023. V. 62. № 31. P. e202303817. https://doi.org/10.1002/anie.202303817
  12. Kozhevnikov I.V. Catalysis by Polyoxometalates. Chichester: John Wiley, 2002. 202 p.
  13. Vilanculo C.B., Da Silva M.J., Teixeira M.G. et al. // RSC Adv. 2020. V. 10. P. 7691. https://doi.org/10.1039/d0ra00047g
  14. Nam W., Yang S., Kim H. // Bull. Korean Chem. Soc. 1997. V. 17. P. 625.
  15. Da Silva M.J., Da Silva Andrade P.H., Ferreira S.O. et al. // Catal. Lett. 2018. V. 148. P. 2516. https://doi.org/10.1007/s10562-018-2434-0
  16. Castelo B. Vilanculo, Márcio J. et al. // New J. Chem. 2020. V. 44. P. 2813. https://doi.org/10.1039/C9NJ04725E
  17. Muñoz M., Greber M., Tayeb K.B. et al. // Green Process. Synt. 2023. V. 12. https://doi.org/10.1515/gps-2023-0026
  18. Fernandes S., Mirante F., Castro B.D. et al. // Catalysts. 2022. V. 12. P. 581. https://doi.org/10.3390/catal12060581
  19. Есева Е.А., Акопян А.В., Анисимов А.В. и др. // Нефтехимия. 2020. Т. 60. № 5. С. 586. https://doi.org/10.31857/S0028242120050093
  20. [Eseva E.A., Akopyan A.V., Anisimov A.V. et al. // Pet. Chem. 2020. V. 60. № 9. P. 979. https://doi.org/10.1134/S0965544120090091]
  21. Li J., Triana C.A., Wan W. et al. // Chem. Soc. Rev. 2021.V. 50. P. 2444. https://doi.org/10.1039/d0cs00978d
  22. Allmen K., Moré R., Müller R. et al. // Chem. Plus. Chem. 2015. V. 80. P. 1389. https://doi.org/10.1002/cplu. 201500074
  23. Abhik Paul, Subhasis Das Adhikary, Sandhya Kapurwana et al. // J. Mater. Chem. A. 2022. V. 10. P. 13152. https://doi.org/10.1039/d2ta02243e
  24. Gu J., Chen W., Shan G.G. et al. // Mater. Today Energy. 2021. V. 21. P. 100760. https://doi.org/10.1016/j.mtener.2021.100760
  25. Zhu X.H., Liu J.H., Zhao L.L. et al. // Adv. Mater. Res. 2012. V. 476–478. P. 2005. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.476-478.2005
  26. Arens J.T., Blasco-Ahicart M., Azmani K et al. // J. Catalys. 2020. V. 389. P. 345. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2020.06.006
  27. Yingjie H., Chongtai W., Duan Hui D. et al. // Electrochim. Acta. 2011. V. 58. P. 99. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2O11.08.099
  28. Hamidi H., Shams E., Yadollahi B. et al. // Electrochim. Acta. 2009. V. 54. P. 3495. https://doi.org/ 10.1016/j.electacta.2008.12.063
  29. Cao Y., Chen Q., Shen C. et al. // Molecules. 2019. V. 24. P. 26. https://doi.org/10.3390/molecules24112069
  30. Zang D., Wang H. // Polyoxometalates. 2022. V. 1. P. 9140006. https://doi.org/10.26599/pom.2022.9140006
  31. Мороз Я.А., Лозинский Н.С., Заритовский А.Н. и др. // Журн. общ. химии. 2023. Т. 93. № 7. С. 1139. https://doi.org/10.31857/S0044460X23070193
  32. Veríssimo M.I.S., Evtuguin D.V., Gomes M.T.S.R. // Front. Chem. 2022. V. 10. P. 840657. https://doi.org/10.3389/fchem.2022.840657
  33. Pope M.T., Müller A. et al. Polyoxometalates: from Platonic Solids to Anti-retroviral Activity. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1994. 412 p.
  34. Prudent R., Moucadel V., Laudet B. et al. // Chem. Biol. 2008. V. 15. № 7. P. 683. https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2008.05.018
  35. Ostroushko A.A., Gagarin I.D., Danilova I.G. et al. // Nanosyst.-Phys. Chem. Math. 2019. V. 10. № 3. P. 318. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2019-10-3-318-349
  36. Ostroushko A.A., Grzhegorzhevskii K.V., Medvedeva S.Yu. et al. // Nanosyst.-Phys. Chem. Math. 2021. V. 12. № 1. P. 81. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2021-12-1-81-112
  37. Bijelic A., Aureliano M., Rompel A. // Angew. Chem. Int. Ed. 2019. V. 58. P. 2980. https://doi.org/0.1002/anie.20180386
  38. Ostroushko A.A., Gagarin I.D., Grzhegorzhevskii K.V. et al. // J. Mol. Liq. 2020. V. 301. P. 110910. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.110910
  39. Grzhegorzhevskii K.V., Shevtsev N.S., Abushaeva A.R. et al. // Russ. Chem. Bull. 2020. V. 69. № 4. P. 804. https://doi.org/10.1007/s11172-020-2836-1
  40. Ostroushko A.A., Gette I.F., Brilliant S.A. et al. // Nanotechnol. Russ. 2019. V. 14. № 3–4. P. 159. https://doi.org/10.1134/S1995078019020101
  41. Мороз Я.А., Лозинский Н.С., Лопанов А.Н. и др. // Неорган. материалы. 2021. Т. 57. № 8. С. 878. https://doi.org/ 10.31857/S0002337X21080224 [Moroz Ya.A., Lozinskii N.S., Lopanov A.N. et al. // Inorg. Mater. 2021. V. 57. № 8. P. 835. https://doi.org/ 10.1134/S0020168521080069]
  42. Мороз Я.А., Лозинский Н.С., Лопанов А.Н. // Журн. неорган. химии. 2022. Т. 67. № 2. С. 185. https://doi.org/ 10.31857/S0044457X22020106
  43. Семенов С.А., Мусатова В.Ю., Дробот Д.В. и др. // Журн. неорган. химии. 2020. Т. 65. № 1. С. 65. https://doi.org/10.31857/S0044457X20010146
  44. Пронин А.С., Семенов С А., Дробот Д.В. и др. // Журн. неорган. химии. 2020. Т. 65. № 8. С. 1061. https://doi.org/10.31857/S0044457X20080139
  45. Asif H.M., Bi R.B., Tariq M. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. P. 340. https://doi.org/10.1134/S0036023621030025
  46. Fesik E.V., Buslaeva T.M., Tarasova L.S. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2020. V. 65. № 10. P. 1558. https://doi.org/10.1134/S0036023620100058
  47. Tan R.X., Wang Q.H., Xiao T.X. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2020. V. 65. № 8. P. 1276. https://doi.org/10.1134/S0036023620080161
  48. Vilanculo C.B., Da Silva M.J. // New J. Chem. 2020. V. 44. P. 2813. https://doi.org/10.1039/c9nj04725e
  49. Wu D.-F., Takahashi K., Fujibayashi M. et al. // RSC Adv. 2022. V. 12. P. 21280. https://doi.org/10.1039/d2ra04119g
  50. Голубев Д.В., Савинкина Е.В., Аль-Хазраджи А.С.Х. и др. // Тонкие химические технологии. 2017. Т. 12. № 2. С. 34.
  51. Мороз Я.А., Лозинский Н.С., Алемасова Н.В. // Вестн. ДонНУ. Сер. А. Естественные науки. 2023. № 3. С. 54.
  52. Коренев В.С., Абрамов П.А., Соколов М.Н. // Журн. неорган. химии. 2022. Т. 67. № 11. С. 1575. https://doi.org/ 10.31857/S0044457X22100324
  53. Gholamrezaei S., Salavati-Niasari M., Hadadzadeh H. et al. // High Temp. Mater. Proc. 2016. V. 35. P. 723. https://doi.org/ 10.1515/htmp-2015-0078
  54. Кокунов Ю.В., Горбунова Ю.Е., Разгоняева Г.А. и др. // Коорд. химия. 2012. Т. 38. № 10. С. 683.
  55. Saravanakumar M., Chandrasekaran J., Krishnakumar M. et al. // J. Mol. Struct. 2022. V. 1265. P. 133406. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2022.133406
  56. Barros Á., Artetxe B. Eletxigerra U. et al. // Materials. 2023. V. 16. P. 5054. https://doi.org/10.3390/ma16145054
  57. Gamelas J.A., Couto F.A., Trovgo M.C. et al. // Thermochim. Acta. 1999. V. 326. P. 165. https://doi.org/10.1016/S0040-6031(98)00597-8
  58. Дробашева Т.И., Расторопов С.Б. // Инженерный вестник Дона. 2016. № 2. С. 13.
  59. ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2016/3576
  60. Mossotti G., Catania F., Perrucci F. et al. // Chem. Eng. Trans. 2023. V. 99. P. 127. https://doi.org/10.3303/cet2399022.2

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Table S1
Download (123KB)
Indexing metadata
3. Fig. S1

Download (42KB)
Indexing metadata
4. Fig. S2

Download (242KB)
Indexing metadata
5. Fig. S3

Download (170KB)
Indexing metadata
6. Fig. S4

Download (138KB)
Indexing metadata
7. Fig. 1. IR spectra of tungsten phosphatomethallates: 1 - (NH4)5[PW11O39Co(HMTA)] ∙ 10H2O; 2 - Na5[PW11O39Co(HMTA)] ∙ 13H2O; 3 - (NH4)5[PW11O39Ni(HMTA)] ∙ 10H2O; 4 - Na5[PW11O39Ni(HMTA)] ∙ 13H2O; 5 - (NH4)5[PW11O39Zn(HMTA)] ∙ 10H2O; 6 - Na5[PW11O39Zn(HMTA)] ∙ 13H2O; 7 - Na5[PW11O39Co(H2O)] ∙ 14H2O; 8 - HMTA.

Download (224KB)
Indexing metadata
8. Fig. 2. Electronic absorption spectra of solutions of cobalt complexes (a): 1 - CoCl2 ∙ 6H2O 0.1 mol/L; 2 - Na5[PW11O39Co(H2O)] ∙ 14H2O 0.03 mol/L; 3 - Na5[PW11O39Co(HMTA)] ∙ 13H2O 0.03 mol/L and nickel complexes (b): 1 - Ni(NO3)2 ∙ 6H2O 0.1 mol/L; 2 - Na5[PW11O39Ni(H2O)] ∙ 14H2O 0.03 mol/L; 3 - Na5[PW11O39Ni(HMTA)] ∙ 13H2O 0.03 mol/L.

Download (127KB)
Indexing metadata
9. Fig. 3. Thermal analysis curves of tungsten phosphatocobaltates: a - Na5[PW11O39Co(HMTA)] ∙ 13H2O; b - (NH4)5[PW11O39Co(HMTA)] ∙ 10H2O.

Download (106KB)
Indexing metadata
10. Fig. 4. Schemes of thermolysis of ammonium and sodium salts of tungsten phosphatometallates with cobalt, nickel, zinc and HMTA in the coordination sphere.

Download (108KB)
Indexing metadata

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».