Взаимодействие термоактивированного гидроксида алюминия с водными растворами солей азотнокислого никеля и кобальта

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследованы процессы взаимодействия продукта центробежной термической активации гиббсита (ЦТА-ГБ) c водными растворами азотнокислого никеля или кобальта в широком диапазоне концентраций активных компонентов (15–50 мас. %). Методами рентгенофазового и термического анализа установлено, что продуктами синтеза являются слоистые двойные гидроксиды и псевдобемит. Взаимодействие ЦТА-ГБ в водной среде без никеля или кобальта приводит к образованию только псевдобемита. Влияние никеля в растворах выражается в полном отсутствии образования псевдобемитов. В случае кобальта формирование псевдобемитов происходит до его концентрации 30 мас. %, выше таковой (40, 50 мас. %) они также не образуются. Согласно результатам температурно-программированного восстановления водородом, продуктами термообработки при 350–850°С являются смешанные составы NiO/алюминат никеля и Co3O4/алюминат кобальта, превращение которых в шпинели типа NiAl2O4 и CoAl2O4 практически полностью происходит при 850°С, а их синтез на основе продуктов ЦТА-ГБ возможен без использования стадий классического соосаждения (золь-гель технологии).

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Жужгов

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: zhuzhgov@catalysis.ru
Россия, 630090, Новосибирск, пр-т Академика Лаврентьева, 5

Л. А. Исупова

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Email: zhuzhgov@catalysis.ru
Россия, 630090, Новосибирск, пр-т Академика Лаврентьева, 5

Список литературы

  1. Li F., Duan X. // Struct. Bond. 2006. V. 119. P. 193. https://doi.org/10.1007/430_007
  2. Tian Li., Huang K., Liu Y. et al. // J. Solid State Chem. 2011. V. 184. P. 2961. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2011.08.026
  3. Meng Xi., Yang Yu., Chen Li. et al. // ACS Catal. 2019. V. 9. P. 4226. https://doi.org/10.1021/acscatal.9b00238
  4. Veronesi P., Leonelli C., Bondioli F. // Technologies. 2017. V. 5. P. 42. https://doi.org/10.3390/technologies5030042
  5. Deng Li., Cai J., Chen Hu. et al. // Catal. Commun. 2019. V. 122. P. 24. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2019.01.014
  6. Tang Y., Liu Y., Yu S. et al. // J. Power Sources. 2014. V. 256. P. 160. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2014.01.064
  7. Khodakov A.Y., Chu W., Fongarland P. et al. // Chem. Rev. 2007. V. 107. P. 1692. https://doi.org/10.1021/cr050972v
  8. Jacobs G., Das T.K., Zhang Y. et al. // Appl. Catal., A: General. 2002. V. 233. P. 263. https://doi.org/10.1016/S0926-860X(02)00195-3
  9. Narayanan S., Unnikrishnan R. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1998. V. 94. P. 1123. https://doi.org/10.1039/A708124C
  10. Gandia L.M., Montes M. // J. Mol. Catal. 1994. V. 94. P. 347. https://doi.org/10.1016/0304-5102(94)00154-5
  11. Ragupathi С., Vijaya J.D., Narayanan S. et al. // Ceram. Int. 2015. V. 41. P. 2069. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2014.10.002
  12. Choya A., Rivas B., Gutiérrez-Ortiz J.I. et al. // Chem. Eng. Transact. 2023. V. 99. P. 1. https://doi.org/10.3303/CET2399090
  13. Moraz-Lazaro J.P., Blanco O., Rodriguez-Betancourtt V.M. et al. // Sens. Actuators, B: Chemical. 2016. V. 226. P. 518. https://doi.org/10.1016/j.snb.2015.12.013
  14. Yang He., Goldbach A., Shen W. // Int. J. Hydrogen Energy. 2024. V. 51. P. 1360. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.07.278
  15. Das T., Kweon S., Nah In. et al. // Cryogenics. 2015. V. 69. P. 36. https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2015.03.003
  16. Жужгов А.В., Криворучко О.П., Исупова Л.А. и др. // Катализ промышленности. 2017. Т. 17. № 5. С. 346. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2017-5-346-358
  17. Буянов Р.А., Пармон В.Н. // Катализ в промышленности. 2017. Т. 17. № 5. С. 390. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2017-5-390-398
  18. Жужгов А.В., Криворучко О.П., Исупова Л.А. // Журн. физ. химии. 2020. Т. 94. № 1. С. 50. https://doi.org/10.31857/S0044453719120379
  19. Aasadni M., Mehrpooya M., Ghorbani B. // J. Cleaner Production 2021. V. 278. P. 123872. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.123872
  20. Боресков Г.К., Слинько М.Г. // Химическая промышленность. 1956. № 2. С. 69.
  21. Wang C., Lui S., Lui L. et al. // J. Mater. Chem. Phys. 2006. V. 96. P. 361. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2005.07.066
  22. Casado P.G., Rasines I. // J. Solid State Chem. 1984. V. 52. P. 187. https://doi.org/10.1016/0022-4596(84)90190-7
  23. Li W., Li J., Guo J. // J. Eur. Ceram. Soc. 2003. V. 23. P. 2289. https://doi.org/10.1016/S0955-2219(03)00081-5
  24. Криворучко О.П., Тарабан Е.А., Буянов Р.А. // Журн. неорган. химии. 1987. Т. 32. № 3. С. 551.
  25. Агафонов А.В., Шибаева В.Д., Краев А.С. и др. // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. № 1. С. 4. https://doi.org/10.31857/S0044457X22600967
  26. Bai C.S., Soled S., Dwight K. // J. Solid State Chem. 1991. V. 91. P. 148. https://doi.org/10.1016/0022-4596(91)90068-S
  27. Небыков Д.Н., Панов А.О., Разваляева А.В. и др. // Журн. общ. химии. 2023. Т. 93. № 8. С. 1151. https://doi.org/10.31857/S0044460X23080012
  28. Афинеевский А.В., Прозоров Д.А., Никитин К.А. и др. // Журн. общ. химии. 2021. Т. 91. № 3. С. 439. https://doi.org/ 10.31857/S0044460X21030100
  29. Fogg A.M., Williams G.R., Chester R. et al. // J. Mater. Chem. 2004. V. 14. P. 2369. http://doi.org/10.1039/B409027F
  30. Williams G.R., Moorhouse S.J., Timothy J.P. et al. // Dalton Trans. 2011. V. 40. P. 6012. https://doi.org/10.1039/c0dt01790f
  31. Криворучко О.П., Буянов Р.А., Парамзин С.М. и др. // Кинетика и катализ. 1988. Т. 29. № 1. С. 252.
  32. Буянов Р.А., Криворучко О.П., Золотовский Б.П. // Изв. СО АН СССР. Сер. хим. наук. 1986. Вып. 4. № 11. С. 39.
  33. Ingram-Jones V.J., Davies R.C.T., Southern J.C. et al. // J. Mater. Chem. 1996. V. 6. P. 73. https://doi.org/10.1039/JM9960600073
  34. Танашев Ю.Ю., Мороз Э.М., Исупова Л.А. и др. // Кинетика и катализ. 2007. Т. 48. № 1. С. 161.
  35. Жужгов А.В., Кругляков В.Ю., Супрун Е.А. и др. // Журн. прикл. химии. 2022. Т. 95. № 4. С. 450. https://doi.org/10.31857/S0044461822040053
  36. Zhuzhgov A.V., Isupova L.A., Suprun E.A. et al. // Chem. Eng. 2023. V. 7. № 4. P. 71. https://doi.org/10.3390/chemengineering7040071
  37. Ivanova Y., Zhuzhgov A., Isupova L. // Inorg. Chem. Commun. 2024. V. 162. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2024.112287
  38. Федотов M.A., Тарабан Е.А., Криворучко О.П. и др. // Журн. неорган. химии. 1990. Т. 35. № 5. С. 1226.
  39. Буянов Р.A., Криворучко О.П. // Кинетика и катализ. 1976. Т. 17. № 3. С. 765.
  40. Исупова Л.А., Иванова Ю.А. // Докл. РАН. 2023. Т. 511. № 1. С. 60. https://doi.org/10.31857/S2686953522600453
  41. Lin H.K., Wang C.B., Chiu H.C. et al. // Catal. Lett. 2003. V. 86. P. 63. https://doi.org/10.1023/A:1022659025068
  42. Shafiee P., Alavi S.M., Rezaei M. // Res. Chem. Intermed. 2022. V. 48. P. 1923. https://doi.org/10.1007/s11164-022-04700-1
  43. He Z., Wang Xi., Liu R. et al. // Appl. Petrochem. Res. 2016. V. 6. P. 235. https://doi.org/10.1007/s13203-016-0160-3
  44. Hu D., Gao G., Ping Y. et al. // Ind. Eng. Chem. Res. 2012. V. 51. P. 4875. https://doi.org/10.1021/ie300049f
  45. Gil-Calvo M., Jiménez-González C., de Rivas B. et al. // Appl. Catal., B: Environmental. 2017. V. 209. P. 128. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2017.02.063

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Порошковые дифрактограммы исходного ЦТА-ГБ (а) и продуктов его взаимодействия с Ni2+ и Co2+: б – 15%Ni-Al-110 (1), 30%Ni-Al-110 (2), 40%Ni-Al-110 (3); в – 15%Co-Al-110 (1), 30%Co-Al-110 (2), 40%Co-Al-110 (3); г – 30%Ni-Al-110 (1), 30%Co-Al-110 (2) после стадии отмывки и сушки при 110°C; д – продукт взаимодействия ЦТА-ГБ в водной среде без катионов никеля или кобальта.

Скачать (119KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Порошковые дифрактограммы образцов после термообработки: а – 30%Ni-Al-350 (1), 30%Ni-Al-550 (2), 30%Ni-Al-850 (3); б – 30%Co-Al-350 (1), 30%Co-Al-550 (2), 30%Co-Al-850 (3).

Скачать (56KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Данные термического анализа исходного ГБ (а), ЦТА-ГБ после термоактивации (б) и продукта взаимодействия ЦТА-ГБ в водной среде без катионов никеля или кобальта (в).

Скачать (81KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Данные термического анализа: a – 15%Ni-Al-110; б – 15%Co-Al-110; в – 20%Ni-Al-110; г – 20%Сo-Al-110; д – 30%Ni-Al-110; е – 30%Co-Al-110; ж – 40%Ni-Al-110; з – 40%Co-Al-110; и – 50%Ni-Al-110; к – 50%Co-Al-110.

Скачать (141KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Кривые ТПВ-H2: a – 30%Сo-Al-350 (1), 30%Сo-Al-550 (2), 30%Сo-Al-850 (3); б – 30%Ni-Al-350 (1), 30%Ni-Al-550 (2).

Скачать (75KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Блок-схема основных технологических стадий синтеза сложных систем Ni-Al или Co-Al классическим методом соосаждения (а) и с использованием продукта ЦТА-ГБ (б).

Скачать (150KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025