CC BY
36
DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.1.260-262 УДК 546.732
CoLnBioHio (L = N2H4, n = 2-3; L = DMF, n = 6) В СИНТЕЗЕ КОМПОЗИТНЫХ МЕТАЛЛОВ, СОДЕРЖАЩИХ ФАЗЫ СИСТЕМЫ Co-B
А. В. Голубев, Е. А. Малинина, Г. А. Бузанов, А. Ю. Быков, К. Ю. Жижин, Н. Т. Кузнецов
ФГБУН Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН, г. Москва, Россия Аннотация
Рассмотрен синтез и пиролиз комплексных соединений CoLnBioHio (L = N2H4, n = 2-3, L = DMF, n = 6). Рассмотрена возможность использования этих КС как прекурсоров для получения композитных материалов, содержащих фазы системы Co-B. Ключевые слова:
декагидродекаборат кобальта (II), координационные соединения, композитные материалы, борид кобальта, нитрид бора.
CoLnBioHio (L = N2H4, n = 2-3; L = DMF, n = 6) IN THE SYNTHESIS OF COMPOSITE MATERIALS CONTAINING Co-B SYSTEM PHASES
A. V. Golubev, E. A. Malininа, G. A. Buzanov, A. Yu. Bykov, K. Yu. Zhizhin, N. T. Kuztetsov
N. S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the RAS, Moscow, Russia Abstract
The paper deals with the synthesis and pyrolysis of the coordination compounds CoLnBioHio (L = N2H4, n = 2-3; L = DMF, n = 6). The possibility of this complexes usage as precursors for the composite materials production, containing Co-B system phases is considered. Keywords:
cobalt (II) decahydrodecaborate, coordination compounds, composite materials, cobalt boride, boron nitride.
Комплексные соединения переходных металлов с внешнесферным анионом Bi0Hi02- представляют широкий интерес как прекурсоры для получения композитных материалов, содержащих фазы систем B-М (M — переходный металл). Бориды переходных металлов обладают уникальными физико-химическими свойствами: высокой твердостью, термостойкостью, термической стабильностью, устойчивостью к расплавленным металлам, долговечностью и высокой электро- и теплопроводностью [1-3].
Задачей данного исследования являлась разработка методов получения координационных соединений на основе декагидродекабората кобальта (II) и изучение влияния лигандов на состав композитных материалов, образующихся в процессе пиролиза.
В настоящей работе были синтезированы и изучены координационные соединения состава CoLnB10H10, L = N2H4, n = 2-3, L = DMF, n = 6, DMF = диметилформамид, (CH3)2NC(O)H. Исследуемые соединения были получены по следующим схемам:
CoO + (H3O)2B10H10 -> Co[H2O]eB10H10 N2"4 > Co^H^c^
H2O Г)ЛЛТ7
(Et3NH)2B10H10 + CoCl2 ———^ Co[DMF]eB10H10. Полученные продукты идентифицировали с помощью ИК-спектроскопии, рентгенофазового и элементного анализа. Данные элементного анализа для полученных комплексов представлены в таблице.
Данные элементного анализа для комплексов CoLnB10H10 (L = N2H4, n = 2-3, L = DMF, n = 6).
Co(N2H4)2B10H10
Co N H B
Рассчитано, % 24,24 23,03 7,46 45,27
Найдено, % 24,10 23,12 7,58 45,20
Co(N2H4)sB10H10
Co N H B
Рассчитано, % 21,41 30,53 8,06 40,00
Найдено, % 21,32 30,60 8,14 39,94
Co(DMF)eBwH10
Co B C N O H
Рассчитано, % 9,54 17,83 34,99 13,61 15,54 8,49
Найдено, % 9,39 17,73 35,06 13,64 15,60 8,58
Для изучения влияния лигандов №Н4, DMF на получаемые композитные материалах координационные соединения кобальта (II) подвергали пиролизу в атмосфере аргона высокой чистоты (марка 5,5), для чего использовали горизонтальную проточную кварцевую трубку-реактор (ё = 40 мм) со шлифовыми соединениями, обогреваемую снаружи трубчатой печью сопротивления.
Согласно данным РФА, твердый продукт пиролиза комплекса Со^2Н4]пВюН10 при 900 оС представляет собой слабокристализованную трехфазную смесь. На дифрактограмме присутствуют рефлексы нитрида бора BN в двух модификациях — кубической и ромбоэдрической с преобладанием последней, а также твердого борида дикобальта Со2В в тетрагональной модификации. Данные РФА не противоречат данным ИК-спектроскопии: в ИК-спектре продукта пиролиза присутствуют уширенная полоса с максимумом при 1037 см-1, который можно отнести к валентным колебаниям v(BN). Полосы поглощения с максимумами при 1188 и 1086 см-1 соответствуют колебаниям у(СоВ). Аналогичные полосы в указанном интервале проявляются в спектрах диборидов гафния (рис. 1), использованных в качестве референсных.
V. см"1
—Г-1-1-
ЗООО 2 ООО 1000
ст-1
Рис. 1. ИК-спектр в вазелиновом масле НГВ: и Со^ШЬЗкНш после отжига при 900 °С в атмосфере аргона
По данным РФА, продукт пиролиза Co[DMF]6BloHlo в атмосфере аргона при 650 оС рентгеноаморфен. ИК-спектры исходного комплекса Со[ЭМР]6В10Н10 и продукта, полученного при отжиге при температуре 650 оС, представлены на рис. 2. В ИК-спектре в интервале 1000-1350 см-1 наблюдается интенсивная уширенная полоса характерная для боратов и боридов металлов, которая расщеплена на три максимума: 1295 — v(BO) и 1166, 1102 см-1 — v(BВ).
2000 1000
ст-1
Рис. 2. ИК-спектр в вазелиновом масле комплекса СофМР^юНю до и после пиролиза при 650 оС
в атмосфере аргона
Таким образом, в настоящей работе были получены комплексы состава СоЬпВ10Н10 (Ь = №Н4, п = 2-3, Ь = DMF, п = 6) и изучена возможность их использования в качестве прекурсоров для получения композитных систем, содержащих фазы системы Со-В. С привлечением комплекса физико-химических методов анализа
показано, что в случае пиролиза соответствующих КС с азотсодержащим лигандом (N2H4) наблюдается образование композита нитрида бора в двух модификациях (кубической и ромбоэдрической), в то время как присутствие кислородсодержащего лиганда (DMF) приводит к образованию боратов.
Работа выполнена при поддержке РНФ, проект 14-13-01115.
Литература
1. Greenwood N. N. and Earnshaw A. Chemistry of the Elements. 2nd ed. Butterworth — Heinemann, 1997.
2. Advanced Inorganic Chemistry / F. A. Cotton et al. 6th ed. New York: Wiley, 1999.
3. Haynes W. M. Handbook of Chemistry and Physics. 91st ed. CRC Press, Boca Raton, Florida, 2000.
Сведения об авторах Голубев Алексей Валерьевич
ФГБУН Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН, г. Москва, Россия
Малинина Елена Анатольевна
доктор химических наук, ФГБУН Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН, г. Москва, Россия
malinina@igic .ras.ru
Бузанов Григорий Алексеевич
кандидат химических наук, ФГБУН Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН, г. Москва, Россия
Быков Александр Юрьевич
кандидат химических наук, ФГБУН Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН, г. Москва, Россия
Жижин Константин Юрьевич
член-корреспондент РАН, ФГБУН Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН, г. Москва, Россия
Кузнецов Николай Тимофеевич
академик РАН, ФГБУН Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН, г. Москва, Россия [email protected]
Golubev Aleksey Valerjevich
N. S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the RAS, Moscow, Russia
Malinina Elena Anatoljevna
Dr. Sc. (Chemistry), N. S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the RAS, Moscow, Russia
Buzanov Grigorii Alekseevich
PhD (Chemistry), N. S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the RAS, Moscow, Russia
Bykov Alexander Yurjevich
PhD (Chemistry), N. S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the RAS, Moscow, Russia
Zhizhin Konstantin Yurjevich
Corresponding Member of the RAS, N. S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia [email protected] Kuznetsov Nikolay Timofeevich
Academician of the RAS, N. S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences,
Moscow, Russia
DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.1.262-265 УДК 541.11 : 541.127 : 542.61
ПРИМЕНЕНИЕ РАЗБАВИТЕЛЯ ИЗОПАР-М В ЭКСТРАКЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА
З. В. Дживанова, Е. В. Белова
ФГБУН Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН, г. Москва, Россия Аннотация
Рассматриваются результаты комплексного исследования экстракционной системы «30 % ТБФ — Изопар-М». Определено влияние ионизирующего излучения на гидродинамические,
