ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАЗОВОГО СОСТАВА ПРОМЕЖУТОЧНЫХ И КОНЕЧНЫХ ПРОДУКТОВ СИНТЕЗА КАТАЛИЗАТОРОВ ШПИНЕЛЬНОГО ТИПА Cu1Cr2O4 И Cu1Fe2O4 МЕТОДОМ ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕГО РАСТВОРЕНИЯ

Традиционно для исследования фазового состава твердого вещества используют метод рентгеноструктурного анализа (РСА). Но фазы с дефектами структуры, плохо окристаллизованные (с неупорядоченной структурой и аморфные), микрофазы, фазы переменного состава, поверхностные фазы и фазы, распределенные различным образом по всему объему пробы, часто оказываются рентгеноаморфными. В этих случаях стехиографический метод дифференцирующего растворения (ДР) оказывается более результативным, так как позволяет обнаруживать и определять как кристаллические, так и рентгеноаморфные фазы, перечисленные выше. Методом ДР исследован фазовый состав катализаторов шпинельного типа Cu₁Cr₂O₄ и Cu₁Fe₂O₄. Установлено, что природа элемента и температура оказывают влияние на формирование структуры шпинели, создавая новые формы. В статье описаны фазовые превращения, происходящие при синтезе катализаторов, который проводили методом соосаждения из смеси растворов нитратов. Найдено, что при температуре 85 °С формируются различные стехиометрические образования, являющиеся предшественниками шпинелей. При температуре 600 °С в случае медь-хромовых систем формируются стехиометрические соединения состава и структуры шпинели с различной степенью упорядоченности Cu₁²⁺Cr₂³⁺O₄, а в случае медь-железных систем — дефектные по меди стехиометрические соединения состава и структуры шпинели Cu_1-x²⁺Fe₂³⁺O₄. Температура 900 °С обеспечивает формирование соединений за­данных состава и структуры шпинели Me₁²⁺Me₂³⁺O₄ в обеих системах. Сопоставление результатов, полученных методом ДР, с данными РСА показало, что упорядоченные или окристаллизованные формы шпинелей и оксидов обнаруживаются обоими методами, а неупорядоченные и дефектные формы шпинелей, формы неупорядоченных твердых растворов, а также малые количества оксидов обнаруживает только метод ДР.

1. Плясова Л. М., Зайковский В. И., Кустова Г. Н. и др. Структурные особенности феррит-хромитов меди / Журн. структурной химии. 2015. Т. 56. № 4. С. 689 – 697.

2. Юрьева Т. М., Боресков Г. К., Поповский В. В. и др. Исследование каталитических свойств хромитов. II. Каталитическая активность хромитов магния, марганца, железа, кобальта, никеля, цинка и меди в отношении реакции конверсии окиси углерода с водяным паром / Кинетика и катализ. 1971. Т. 12. № 1. С. 140 – 147.

3. Малахов В. В., Болдырева Н. Н., Власов А. А., Довлитова Л. С. Методология и техника стехиографического анализа твердых неорганических веществ и материалов / Журн. аналит. химии. 2011. Т. 66. № 5. С. 473 – 479.

4. Малахов В. В., Васильева И. Г. Стехиография и химические методы фазового анализа многоэлементных многофазных веществ и материалов / Успехи химии. 2008. Т. 77. № 4. С. 370 – 392.

5. Малахов В. В. Стехиография и исследование состава, структуры и свойств функциональных материалов / Журн. структурной химии. Приложение. 2010. Т. 51. С. 155 – 161.

6. Пат. 20556635 Российская Федерация, МПК7 G 01 N 31/00. Способ фазового анализа твердых веществ / Малахов В. В., Болдырева Н. Н. Власов А. А.; заявитель и патентообладатель Институт катализа СО РАН. — № 4853287; заявл. 18.06.90; опубл. 20.03.96; Бюл. № 8.

7. Пат. 2075338 Российская Федерация, МПК7 B 01 F 1/00, B 01 J 8/00. Установка для изучения кинетики растворения твердых веществ / Малахов В. В., Власов А. А., Болдырева Н. Н. и др.; заявитель и патентообладатель Институт катализа СО РАН. — № 94030213; заявл. 15.08.94; опубл. 20.03.97; Бюл. № 8.

8. Малахов В. В., Власов А. А. Расчеты и интерпретация результатов стехиографического анализа твердых многоэлементных многофазовых веществ и материалов / Журн. аналит. химии. 2011. Т. 66. № 3. С. 268 – 275.

9. Почтарь А. А. Исследование пространственной неоднородности химического состава твердых неорганических веществ и материалов стехиографическим методом дифференцирующего растворения: дис. ... канд. хим. наук. — Новосибирск, 2015. — 127 с.

10. Почтарь А. А., Малахов В. В. Стехиографическое определение состава и содержания фаз, капсулированных в объеме твердой матричной фазы / Журн. аналит. химии. 2017. Т. 72. № 7. С. 612 – 617.