Теоретическое и экспериментальное исследование сложных цирконийсодержащих фосфатов

• Автор: Суханов, Максим Викторович
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 151 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. СЛОЖНЫЕ ОРТОФОСФАТЫ ЦИРКОНИЯ КАРКАСНОЙ СТРУКТУРЫ СИНТЕЗ, СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Систематика формульных типов составов сложных ортофосфатов каркасного строения

1.2. Структурный тип фосфата натрия дициркония. Фосфаты циркония и щелочных металлов А2г2Рз А щелочной металл

1.3. Структурные типы вольфрамата скандия и сульфата калиямагния

1.4. Фосфаты циркония и элементов в степени окисления 2.

1.5. Роль катионов в степени окисления 2 в формировании каркасных фосфатов.

1.6. Разноаииониые цирконийсодержащие фосфаты

1.7. Методы синтеза безводных ортофосфатов.

1.8. Свойства материалов на основе цирконийсодержащих фосфатов каркасного строения

ГЛАВА 2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ, МЕТОДЫ СИНТЕЗА И ИССЛЕДОВАНИЯ ОРТОФОСФАТОВ ЦИРКОНИЯ И ЭЛЕМЕНТОВ В СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ 1 И 2
2.1. Объекты исследования
2.2. Реактивы и методы получения исследуемых фосфатов
2.2.1. Используемые реактивы
2.2.2. Синтез фосфатов
2.2.3. Химический и электронный микрозондовый анализ
2.3. Методы исследования соединений и твердых растворов
2.3.1. Рентгенография. Полнопрофильный анализ метод Ритвельда
2.3.2. ИКспектроскопия.
2.3.3. Дифференциальный термический анализ
2.3.4. Полуклассическое атомистическое моделирование кристаллической структуры и свойств соединений.
2.3.5. Исследование каталитических свойств соединений.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Моделирование кристаллической структуры и свойств
цирконийсодержащих фосфатов.
3.1.1. Моделирование кристаллической структуры и свойств щелочноциркониевых фосфатов А2г2Рз, А 1л, Ыа, К, Ш, Сб.
3.1.2. Моделирование кристаллической структуры щелочноциркониевых молибдатфосфатов А.х2г2МохРз.х А Ыа,
3.1.3. Моделирование кристаллической структуры фосфатов Во.5хВГ2хРз, В, В элементы в степени окисления 2
3.1.4. Анализ результатов теоретического моделирования кристаллической структуры сложных фосфатов циркония и
элементов в степени окисления 1 и 2
3.2. Фазообразование, строение и свойства сложных
цирконийсодержащих фосфатов
3.2.1. Кристаллическая структура двойного фосфата Сг2Р3
3.2.2. Фазообразование, строение и поля концентрационнотемпературной устойчивости структуры Ы2Ртипа в щелочноциркониевых молибдатфосфатах А1 .х2г2МохРз.х, А Ка, К,Ш,С8
3.2.3. Сопоставление результатов теоретического моделирования и рентгенографических исследований молибдатфосфатов А,.х2г2МохРзх, А Ыа, К, ЯЬ, Сз
3.2.4. Фазообразование и строение фосфатов ВохВх2г2.хРз, В, В , Мп, Со, , Си, 2п
3.2.5. Кристаллическая структура двойного фосфата 1уог2Р
при 5 и К
3.2.6. Фазообразование, строение и концентрационнотемпературная устойчивость фосфатов ВохВх2г2хРз В Са, Бг, Сс1, Ва, РЬ
В Мп, Со, , Си, 2п со структурой К2Ртипа
3.2.7. Кристаллическая структура двойного фосфата Ва0.г2РО4з
3.2.8. Кристаллическая структура тройного фосфата СаКцгРСз. Ю
3.2.9. Анализ результатов теоретического моделирования, рентгенографических исследований и фазовой устойчивости
фосфатов Во.5хВ,хГ2.хРз, В, В элементы в степени
окисления2.
3.3. Каталитические свойства сложных цирконийсодержащих фосфатов.
3.3.1. Каталитические свойства щелочноциркониевых фосфатов А2г2Рз, А Ыа, К, ЯЬ, Сэ, 2г0. и молибдатфосфатов Ма1х2г2МоОхРзх5 х 0., 0. в реакциях превращения метанола.
3.3.2. Каталитические свойства фосфатов Во.г2Рз, В М Са, Ва, Сао.5хН1х2г2.хРз х 0.5,1.0 и М1о.г2Рз в реакциях превращения метанола.
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Си, Ъъ, Са, Бг, С1, Ва, РЬ, а также разноанионных соединений переменного состава Ах2г2МохРз. А7г2Рз А Ыа, К, ЯЬ, Сб, Ъхо. В0. РО4з В М Са, Ва, , Са0. РО4з х 0. Ма1х7г2МохР3х х 0. Во. Вх7Г2хРз, где В, В элементы в степени окисления 2 и новые молибдатфосфаты Ах2г2МохРзх, где А щелочной металл. Найдены концентрационнотемпературные поля стабильности Рструктуры в этих системах. Проведено комплексное исследование соединений и твердых растворов методами рентгенографии, ИКспектроскопии, дифференциального термического анализа. Показана их конкурентоспособность с промышленными катализаторами дегидратации метанола. Практическая значимость работы определяется созданием научных основ получения и расширением ассортимента соединений и твердых растворов каркасного строения с регулируемыми свойствами. Полученные результаты могут быть использованы при создании новых керамических материалов, обладающих низким тепловым расширением, высокой термической устойчивостью и ионной проводимостью, при разработке матрицфиксаторов радиоактивных отходов и конкурентоспособных катализаторов дегидратации метанола. Разработанная модель межатомных потенциалов может быть использована при теоретическом моделировании кристаллической структуры и свойств новых Рсоединений. Во. Вг2. Во. Вг2. Рз и молибдатфосфатов А. Во. ВГ2хРз и молибдатфосфатов ix2x3x в реакциях превращения метанола. Основные материалы диссертации представлены на всероссийских XVII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии Казань, г. III Национальная кристаллохимическая конференция Черноголовка, г. Всероссийская конференция по химии твердого тела и функциональным материалам Екатеринбург, г. Всероссийская молодежная научная конференция по фундаментальным проблемам радиохимии и атомной энергетики Нижний Новгород, г. Вторая международная конференция по высокоорганизованным каталитическим системам Москва, г. СанктПетербург, г. XI Международная конференция студентов и аспирантов но фундаментальным наукам Ломоносов Москва, г. Бирмингем, г. Третья международная конференция по неорганическим материалам Констанц, г. Радиохимическая конференция МарианскеЛазне, г. Международный симпозиум по неорганическим фосфатным материалам Касугай, г. По теме диссертации опубликовано 7 статей в отечественных и зарубежных изданиях Журнал неорганической химии, Доклады Академии наук, Радиохимия, Кристаллография, Журнал прикладной химии, i, v i. Диссертационная работа изложена на 1 страницах машинописного текста и состоит из введения, 3 глав, выводов, списка цитируемой литературы и приложения. Работа содержит таблиц и рисунков. Список литературы включает 1 ссылок на работы отечественных и зарубежных авторов. Экспериментальная работа по синтезу и исследованию веществ выполнена на кафедре химии твердого тела Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского под руководством кандидата химических наук, доцента В. И. Петькова, которому автор выражает глубокую признательность и благодарность за внимательное руководство и помощь на всех этапах выполнения работы. Автор приносит искреннюю благодарность завкафедрой и сотрудникам кафедры кристаллографии и кристаллохимии Геологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова В. С. Урусову, Е. Р. Гобечии, Н. Н. Еремину, Ю. К. Кабалову, В. С. Куражковской, а также завлабораторией и сотрудникам лаборатории катализа на мембранах института нефтехимического синтеза РАН им. А. В. Топчиева Г. Ф. Терещенко, М. М. Ермиловой и Н. В. Ореховой за возможность проведения структурных и каталитических исследований образцов фосфатов. Автор благодарит сотрудников кафедры химии твердого тела ННГУ, к чьей помощи обращался в повседневной работе. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований проекты 1, 7, 7МАС, Конкурсного центра фундаментального естествознания проект А2. Федеральной целевой научнотехнической программы Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники на годы проект , а также стипендий ученого совета ВУЗа и имени академика Г. А. Разуваева.