Preparation of high-entropy layered double hydroxides with a hydrotalcite structure

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

High-entropy hexacationic layered double hydroxides of the cationic composition MgNiCoAlFeY were obtained by five different methods: coprecipitation at constant pH, coprecipitation at constant or variable pH followed by hydrothermal treatment, microwave assisted solvothermal, hydrothermal, mechanochemical method followed by hydrothermal treatment. All samples, except for the one obtained by coprecipitation at variable pH, are phase pure, with a uniform distribution of cations. The samples were characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, transmission electron microscopy. Thermal transformations of the samples were studied. The synthesis method affects the characteristics of the samples. The sample obtained by hydrothermal synthesis at variable pH possesses magnetic properties. The largest particles and those morphologically close to the hexagonal shape are formed by coprecipitation followed by hydrothermal treatment. The sample obtained by the microwave assisted solvothermal method is characterized by lower thermal stability.

Full Text

Restricted Access

About the authors

O. E. Lebedeva

Belgorod State National Research University

Author for correspondence.
Email: olebedeva@bsu.edu.ru
Russian Federation, Belgorod, 308015

S. N. Golovin

Belgorod State National Research University

Email: olebedeva@bsu.edu.ru
Russian Federation, Belgorod, 308015

E. S. Seliverstov

Belgorod State National Research University

Email: olebedeva@bsu.edu.ru
Russian Federation, Belgorod, 308015

E. A. Tarasenko

Belgorod State National Research University

Email: olebedeva@bsu.edu.ru
Réunion, Belgorod, 308015

O. V. Kokoshkina

Belgorod State National Research University

Email: olebedeva@bsu.edu.ru
Russian Federation, Belgorod, 308015

D. E. Smalchenko

Belgorod State National Research University

Email: olebedeva@bsu.edu.ru
Russian Federation, Belgorod, 308015

M. N. Yapryntsev

Belgorod State National Research University

Email: olebedeva@bsu.edu.ru
Russian Federation, Belgorod, 308015

References

  1. Yeh J.-W. // JOM. 2013. V. 65. № 12. P. 1759. https://doi.org/10.1007/s11837-013-0761-6
  2. Yeh J.-W., Chen S.-K., Lin S.-J. et al. // Adv. Eng. Mater. 2004. V. 6. № 5. P. 299. https://doi.org/10.1002/adem.200300567
  3. Musicó B.L., Gilbert D., Ward T.Z. et al. // APL Mater. 2020. V. 8. № 4. P. 040912. https://doi.org/10.1063/5.0003149
  4. Teplonogova М.А., Yapryntsev A.D., Baranchikov A.E., Ivanov V.K. // Inorg. Chem. 2022. V. 61. № 49. Р. 19817. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.2c02950
  5. Cavani F., Trifirò F., Vaccari A. // Catal. Today. 1991. V. 11. № 2. Р. 173. https://doi.org/10.1016/0920-5861(91)80068-K
  6. Третьяков Ю.Д., Елисеев А.В., Лукашин А.В. // Успехи химии. 2004. Т. 73. № 9. С. 974.
  7. Mohapatra L., Parida K. // J. Mater. Chem. A. 2016. V. 4. № 28. P. 10744. https://doi.org/10.1039/C6TA01668E
  8. Zümreoglu-Karan B., Ay A.N. // Chem. Pap. 2012. V. 66. № 1. P. 1. https://doi.org/10.2478/s11696-011-0100-8
  9. Mishra G., Dash B., Pandey S. // Appl. Clay Sci. 2018. V. 153. P. 172. https://doi.org/10.1016/j.clay.2017.12.021
  10. Sonoyama N., Takagi K., Yoshida S. et al. // Appl. Clay Sci. 2020. V. 186. P. 105440. https://doi.org/10.1016/j.clay.2020.105440
  11. Patel R., Park J.T., Patel M. et al. // J. Mater. Chem. A. 2018. V. 6. № 1. P. 12. https://doi.org/10.1039/C7TA09370E
  12. Miura A., Ishiyama S., Kubo D. et al. // J. Ceram. Soc. Jpn. 2020. V. 128. № 7. P. 336. https://doi.org/10.2109/jcersj2.20001
  13. Gu K., Zhu X., Wang D. et al. // J. Energy Chem. 2021. V. 60. P. 121. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2020.12.029
  14. Jing J., Liu W., Li T. et al. // Catalysts. 2024. V. 14. № 3. P. 171. https://doi.org/10.3390/catal14030171
  15. Junchuan Y., Wang F., He W. et al. // Chem. Commun. 2023. V. 59. P. 3719. https://doi.org/10.1039/D2CC06966K
  16. Hao M., Chen J., Chen J. et al. // J. Colloid Interface Sci. 2023. V. 642. P. 41. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2023.03.152
  17. Nguyen T.X., Tsai C.-C., Nguyen V.T. et al. // Chem. Eng. J. 2023. V. 466. P. 143352. https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.143352
  18. Wang F., Zou P., Zhang Y. et al. // Nat. Commun. 2023. V. 14. P. 6019. https://doi.org/10.1038/s41467-023-41706-8
  19. Ding Y., Wang Z., Liang Z. et al. // Adv. Mater. 2023. P. e2302860. https://doi.org/10.1002/adma.202302860
  20. Li S., Tong L., Peng Z. et al. // J. Mater. Chem. A. 2023. V. 11. P. 13697. https://doi.org/10.1039/D3TA01454A
  21. Wu H., Zhang J., Lu Q. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2023. V. 15. № 32. P. 38423. https://doi.org/10.1021/acsami.3c05781
  22. Kim M., Oh I., Choi H. et al. // Cell Rep. Phys. Sci. 2022. V. 3. № 1. P. 100702. https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2021.100702
  23. Zhu Z., Zhang Y., Kong D. et al. // Small. 2024. V. 20. P. 2307754. https://doi.org/10.1002/smll.202307754
  24. Knorpp A.J., Zawisza A., Huangfu S. et al. // RSC Adv. 2022. V. 12. № 40. Р. 26362. https://doi.org/10.1039/D2RA05435C
  25. Агафонов А.В., Шибаева В.Д., Краев А.С. и др. // Журн. неорган. химии. 2023. T. 68. № 1. С. 4.
  26. Leont’eva N.N., Drozdov V.D., Bel’skaya O.B., Cherepanova S.V. // Russ. J. Gen. Chem. 2020. V. 90. № 3. P. 509. https://doi.org/10.1134/S1070363220030275
  27. Benício L.P.F., Eulálio D., Guimarães L. de M. et al. // Mater. Res. 2018. V. 21 № 6. P. e20171004. https://doi.org/10.1590/1980-5373-MR-2017-1004
  28. Нестройная О.В., Рыльцова И.Г., Япрынцев М.Н., Лебедева О.Е. // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 7. С. 788.
  29. Silambarasan M., Ramesh P.S., Geetha D., Venkatachalam V. // J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 2017. V. 28. P. 6880. https://doi.org/10.1007/s10854-017-6388-6
  30. Rost C.M., Sachet E., Borman T. et al. // Nat. Commun. 2015. V. 6. P. 1. https://doi.org/10.1038/ncomms9485
  31. Dippo O.F., Vecchio K.S. // Scripta Mater. 2021. P. 113974. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113974

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Results of elemental mapping of the LDH-SG sample.

Download (105KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Powder X-ray diffraction patterns of the LDH samples: 1 – LDH-S; 2 – LDH-SG; 3 – LDH-G; 4 – LDH-SM; 5 – LDH-M.

Download (1023KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. FTIR spectra of LDH: 1 – LDH-SG; 2 – LDH-SM; 3 – LDH-M; 4 – LDH-G; 5 – LDH-S.

Download (66KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Raman spectra of the LDH samples: 1 – LDH-M; 2 – LDH-G; 3 – LDH-SM; 4 – LDH-SG; 5 – LDH-S.

Download (71KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. TEM micrographs: a – SDG-SM, b – SDG-G, c – SDG-SG, d – SDG-M, d – SDG-S.

Download (464KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Powder X-ray diffraction patterns recorded at different temperatures: a – SDG-SM; b – SDG-M; c – SDG-G.

Download (356KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 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».