CC BY
25
УДК 547.776
Куприна А.Г., Румянцева Ю.В., Гаврилова Н.Н.
ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ОСАЖДЕНИЯ И ПРИРОДЫ ИСХОДНОЙ СОЛИ НА МОРФОЛОГИЮ И ФАЗОВЫЙ СОСТАВ ТРИОКСИДА МОЛИБДЕНА
Куприна Анастасия Геннадьевна, студентка 4 курса факультета химико-фармацевтических технологий и биомедицинских препаратов;
Румянцева Юлия Васильевна, студентка 2 курса магистратуры факультета естественных наук; Гаврилова Наталья Николаевна, к.х.н., доцент кафедры коллоидной химии, е-mail: [email protected]; Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, Миусская пл., д. 9
Методом осаждения из растворов были синтезированы порошки триоксида молибдена. Полученные образцы исследованы с помощью сканирующей электронной микроскопии и рентгенофазового. Установлено, что осаждение из растворов солей разной природы при различных температурах приводит к формированию частиц триоксида молибдена различных модификаций: орторомбической, моноклинной и гексагональной, отличающихся морфологией и размером частиц.
Ключевые слова: триоксид молибдена; осаждение из растворов
THE INFLUENCE OF PRECIPITATION CONDITIONS AND THE NATURE OF THE SALTS ON THE MORPHOLOGY AND PHASE COMPOSITION OF MOLYBDENUM TRIOXIDE
Kuprina A.G., Rumiantceva U.V., Gavrilova N.N.
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
Powders of molybdenum trioxide were synthesized from the solutions by the precipitation method. The samples were examined by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. It was established that precipitation from different salts solutions at different temperatures leads to the formation of molybdenum trioxide particles of various modifications: orthorhombic, monoclinic and hexagonal with different morphology and particle size. Keywords: molybdenum trioxide; precipitation from solutions
Оксид молибдена (VI) находит широкое применение в различных областях химической промышленности. Его особенность заключается в существовании разнообразия кристаллических модификаций, обладающих различными физико-химическими свойствами, в том числе форм и размеров частиц, что делает возможным использование триоксида молибдена во многих современных технологиях и отраслях: нефтеперерабатывающей, приборостроении,
металлургии и других [1-7]. Существует несколько методов получения триоксида молибдена. Наиболее гибким методом являетсяметод осаждение из растворов, варьируя условия осаждения можно получать различные по характеристикам продукты [8,9].
Данная работа посвящена получению оксида молибдена (VI) осаждением из растворов гептамолибдата аммония, молибдата калия и молибдата натрия, а также исследованию влияния природы исходной соли и температуры осаждения на морфологию и фазовый состав получаемых частиц.
Источниками молибдена являлись
водорастворимые солигептамолибдата аммония ч.д.а, молибдата калия х.ч., молибдата натрия ч. В качестве осадителя использовалась азотная кислота НЫ03.0саждение проводилось из 0,5 М растворов гептамолибдата аммония,молибдата калия и молибдата натрия в интервале температур от 20 до
80°С. Далее полученный осадок был отфильтрован на воронке Бюхнера и промыт дистиллированной водой с целью удаления электролита.
Фазовый состав частиц триоксида молибдена был определен на основании данных рентгенофазового анализа, которые были получены с помощью дифрактометра RigakuD/MAX 2500. Морфология частиц МоО3 была исследована с помощью сканирующего электронного микроскопа JEOL JSM6510LV в ЦКП им. Д.И. Менделеева.
Ниже представлены результаты исследований морфологии и фазового состава осадков оксида молибдена, полученных в различных условиях. На рисунке 1а. представлена микрофотография осадка МоО3, полученного при 20 °С из раствора гептамолибдата аммония. На микрофотографии присутствуютагрегаты, состоящие из ограненных первичных частиц, обладающих слоистой структурой. Размер агрегатов варьируется от 10 до 100 мкм. При увеличении температуры осаждения (30-70°С) значительных изменений не наблюдалось, образовывались такие же агрегаты, как и при 20 °С. В случае, когда температура осаждения составила 80 °С (рис. 1б), были получены агрегаты, состоящие из ограненных первичных частиц без трещин и изломов. Размеры агрегатов составляют от 10 до 125 мкм.
По результатам рентгенофазового анализа (рис. 1в,г) былоустановлено, что во всем интервале исследуемых температур образуется
орторомбическая модификация Мо03[01-0706]. Отличия заключались только в степени закристаллизованности частиц, с повышением температуры осаждения она увеличивалась.
При использовании в качестве исходной соли растворамолибдата калия при низких температурах (от 20 до 30°С) были получены частицы неправильной формы, напоминающие ромбовидные осколки с четкой выраженной огранкой. Частицы имеют размер от 2 до 26 мкм (рис.2, а). На
дифрактограмме (рис. 2, б) наблюдаютсяслабо выраженные рефлексы, что свидетельствует о рентгеноаморфности полученного соединения.В интервале температур 40-80 °С наблюдалось образованиестержнеобразные частицы (рис. 2, в). Длина частиц составляет от 0,1 до 8 мкм, форм-факторварьируется от 5 до 10.На основании полученной дифрактограммы (рис. 2, г) установлено, что триоксидмолиблена представлен
моноклинноймодификацисй|47-1320].
б)
Г)
40 40 СО 70
I» » М <10 » «9 70 26.
Рис. 1. Микрофотографии (а, в) и дифрактограммы (б, г) частиц МоО3, полученных из раствора гептамолибдата
аммония при20°С (а, б) и 80°С (в, г)
Рис. 2. Микрофотографии (а, в) и дифрактограммы (б, г) частиц МоО3, полученных из раствора молибдата
калияпри 20°С (а, б) и 60°С (в, г)
В случае использованиямолибдата натрия, в ходе осаждения образуетсяосадок, микрофотография которого приведена на рис. 3, а. Осадок состоит из агрегатовчастиц, имеющих форму гексагональных стержней. Увеличение температуры осаждения не оказывает влияния на форму частиц. На основании полученной дифрактограммы (рис.3, б) было установлено, что данное соединение представляет собой МоОзгексагональной модификация [21-0569].
а)
б)
1«009 1409» 17090 10000 г' ««00 «000 <000 гооо о
,1
I I I
10 JO 30 40 «о «о го >0
20 grad
Рис. 3. Микрофотография (а) и дифрактограмма (б) частиц МоО3, полученных из раствора молибдата натрия
Таким образом, варьирование условий синтеза позволяет синтезировать различные модификации триоксида молибдена, отличающихся размером, формой и фазовым составом частиц.
Список литературы
1. Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Химические свойства неорганических веществ // Издательство «Химия», Москва, 2000. - С. 480.
2. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник Л.: Химия, 1977. - С. 81.
3. Haiyan L., Mingdeng W., Kemei W. A new metastable phase of crystallized MoO3*H2O nanobelts // Materials Chemistry and Physics. - 2009. - Р. 113.
4. Суровая В.Э., Бугерко Л.Н., Бин С.В. Исследование электрофизических свойств наноразмерныхсистем Bi - MoO3 - Bi // Ползуновский вестник. - 2011. - № 4-1.- С. 105109.
5. Свиридова Т. В., Свиридов Д. В. Синтез и свойства ультрадисперсных частиц MoO3/SnO2 и металл-матричных композитов на их основе // Свиридовские чтения: Сб. ст. Вып. 7. Минск, 2011.
6. Климов О.В., Бухтиярова Г.А., Пашигрева А. В., Нуждин А.Л., Будуква С.В., Корякина Г.И., Носков А.С. Катализатор гидроочистки углеводородного сырья, способ его приготовления и процесс гидроочистки // Патент России № 2009130941/04, 2010. - Бюл.№30.
7. Борисова Н.В., Шурыгина Л.И., Мохов А.И., Еремеева Г.О. Термопревращения предварительно активированных наноразмерных слоев оксида молибдена (VI) // Ползуновский вестник.- 2009. -№ 3.
8. Троицкая И.Б., Кидяров Б.И., Гаврилова Т.А., Покровский Л.Д., Атучин В.В. Получение нанокристаллов a-MoO3 И ^МоО3 методом химического осаждения // Федоровская сессия. -2008. - С. 318-320.
9. KnolbS., SchomackerR., LerchM., SchloglR. From molybdenum based model catalysts to technically applied systems // TechnischenUniversitat Berlin, - Berlin,-2004.
