RU2799181C1 - Слоистый двойной гидроксид со структурой гидроталькита состава Ni/AlHo - Google Patents
Слоистый двойной гидроксид со структурой гидроталькита состава Ni/AlHo Download PDFInfo
- Publication number
- RU2799181C1 RU2799181C1 RU2022125054A RU2022125054A RU2799181C1 RU 2799181 C1 RU2799181 C1 RU 2799181C1 RU 2022125054 A RU2022125054 A RU 2022125054A RU 2022125054 A RU2022125054 A RU 2022125054A RU 2799181 C1 RU2799181 C1 RU 2799181C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cations
- holmium
- layered double
- double hydroxide
- anions
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области химии и может быть использовано при изготовлении катализаторов фоторазложения органических основных красителей. Слоистый двойной гидроксид (СДГ) со структурой гидроталькита имеет общую форму где в качестве трехзарядных катионов металла выступают одновременно катионы алюминия и гольмия, в качестве анионов An- он содержит NO3 - и/или СО3 2-, при этом у=0,01, х=0,2, n=1 или 2, a m - порядка 0,3. Данное соединение получено гидротермальной обработкой реакционной смеси, содержащей соли указанных металлов и осаждающий агент, с последующим центрифугированием, промывкой осадка и его сушкой на воздухе. СДГ содержит в составе бруситоподобных слоев катионы гольмия в степени окисления +3 и характеризуется однофазностью и хорошей окристаллизованностью. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области химии, в частности к синтетическим слоистым двойным гидроксидам (далее СДГ) со структурой гидроталькита, содержащим катионы переходных металлов и катионы лантаноидов, с общей формулой [Ni2+ 1-x Ме3+ x (ОН)2]х+[An- х/n⋅уН2О]х-, где в качестве трехзарядного металла выступают одновременно никель и гольмий Alx-уНоу причем у= 0,01, х = 0,2.
Из литературных данных известно, что катионный и анионный состав в формуле [M2+ 1-x М3+ х (ОН)2]х+[An- x/n ⋅ yH2O]х-, где Ме2+ и Ме3+ - катионы металлов двух- и трехзарядные, соответственно, An- неорганический или органический анион, может меняться в широких пределах. В качестве Ме2+могут выступать: Mg2+, Ni2+, Zn2+, Fe2+, Со2+, Cu2+, Mn2+, в качестве Ме3+-Аl3+, Fe3+, Cr3+, Sc3+, Mn3+, V3+, Ga3+. В межслоевое пространство как при синтезе, так и после ионного обмена могут быть введены следующие неорганические анионы: ОН-, NO3-, ClO4-, Cl-, Br-, I-, СО3 2-, SO4 2-, НРО4 2-, CrO4 2-, Mo7O24 6-, V10O28 6-, H2W12O40 6- и т.д., а также ряд органических, например анионы поверхностно-активных веществ с различной длиной углеводородного радикала, анионы карбоновых кислот, аминокислот, комплексные анионы и т.д. В последние годы ведется активная работа по получению слоистых двойных гидроксидов, содержащих катионы лантанидов, главным образом Се3+, Eu3+и Tb3+.
Из уровня техники известен слоистый двойной гидроксид со структурой гидроталькита, описанный в СN 1715365 (кл. С09K 11/77, 2006), включающий катионы Ni2+, Al3+ и редкоземельный элемент Но, а также анионы NO3 -. Гольмий в указанном соединении входит в состав комплексного аниона, обладающего отрицательным зарядом и расположенного в межслоевом пространстве слоистого двойного гидроксида. В патенте перечислены несколько органических лигандов (этилендиаминтетрауксусная кислота и др.), которые могут образовать указанный комплексный анион. Анионы являются лабильным, переменным компонентом гидроталькитоподобных соединений, легко подвергаются обмену.
Однако из уровня техники не известен синтетический слоистый двойной гидроксид (СДГ) со структурой гидроталькита, содержащий в качестве Ме3+ катионы гольмия Но3+.
Гольмий - это сравнительно мягкий, ковкий и пластичный редкоземельный металл серебристо-белого цвета. Не радиоактивен. Является парамагнетиком.
Содержится в таких минералах как монацит и гадолинит и обычно извлекается из монацита с использованием методов ионного обмена. Гольмий обладает самой высокой магнитной проницаемостью среди всех элементов и поэтому используется для полюсов самых сильных статических магнитов.
Задача настоящего изобретения состоит в расширении ряда уже известных синтетических гидроталькитоподобных соединений с общей формулой [Ni2+ 1-x Ме3+x (ОН)2]х+[An- х/n ⋅ уН2О]x-, где в качестве трехзарядных катионов металла выступают одновременно катионы алюминия и гольмия.
Техническим результатом является получение нового никель-алюминий-гольмиевого синтетического гидроталькитоподобного материала, содержащего в составе бруситоподобных слоев катионы Но+3 и характеризующихся однофазностью и хорошей окристаллизованностью.
Для решения поставленной задачи предложено изобретение, включающее соединение общей формулы [Ni2+ (1-x) Al3+ (x-y) Но3+ у (ОН)2]х+[(An-) х/n⋅mHrO]х-, где в качестве трехзарядных катионов металла выступают одновременно катионы никеля и гольмия Alx-уНоу причем у = 0,01, х = 0,2. В качестве анионов An- выступают нитрат-анионы NO3 -, весьма вероятно присутствие карбонат-анионов СО3 2-. Количество кристаллизационной воды в образце приблизительно оценивается m≈0,3.
Введение в состав СДГ трехзарядного катиона гольмия позволило получить новое соединение, отличающееся однофазностью структуры и хорошей окристаллизованностью.
Графические материалы
Фиг. 1. Рентгеновская дифрактограмма гольмий-содержащего образца никель-алюминиевого слоистого двойного гидроксида со структурой гидроталькита. Рентгеновский спектр получен с применением рентгеновского дифрактометра SmartLab (Rigaku).
Фиг. 2. EDX-спектр гольмийсодержащего образца никель-алюминиевого слоистого двойного гидроксида со структурой гидроталькита. Изображение получено с помощью сканирующего электронного микроскопа Quanta 600 FE-SEM (FEI).
Фиг. 3. График «Сравнение каталитической активности СДГ катионного состава Ni/Al и Ni/AlHo в реакции фотодеструкции красителя бриллиантового зеленого».
Однофазность структуры подтверждена методом РФА: полученная дифрактограмма однозначно свидетельствует о наличии единственной кристаллической фазы (Фиг. 1). Узкие интенсивные пики на дифрактограмме свидетельствуют о хорошей окристаллизованности образца. Определены параметры кристаллической решетки а и с, соответственно равные 3,1 и 23,4 А. Присутствие в образце СДГ гольмия подтверждается данными энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (Фиг. 2).
Синтез гидроталькитоподобного соединения с общей формулой [Ni2+ 1-x Ме3+ x (ОН)2]х+[An- х/n ⋅ уН2О]х- был осуществлен методом соосаждения с последующей гидротермальной обработкой. В качестве исходных реагентов использовались: нитрат никеля (II) гексагидрат Ni(NO3)2*6Н2О, нитрат алюминия нонагидрат Al(NO3)3*6Н2О, нитрат гольмия гексагидрат Но(NO3)3*6Н2О. Осаждающий агент - гидроксид калия KOH. Навеску солей растворяли в дистиллированной воде. После полного растворения при постоянном перемешивании в реакционную смесь вносили раствор осаждающего агента. Полученную смесь доводили до 50 см3 дистиллированной водой и переносили в камеру реактора объемом 55 мл, которую затем герметизировали. Гидротермальная обработка протекала при температуре 120°С в течение 6 часов, после чего еще в течение суток смесь оставалась в камере реактора. После охлаждения реактора полученный порошкообразный материал отделяли от маточного раствора путем центрифугирования, затем промывали дистиллированной водой до нейтральной реакции среды (после извлечения рН≈10), после чего высушивали на воздухе. В качестве лабораторного реактора использовали автоклав Parker autoclave Engineers.
Исследование свойств полученного соединения с общей формулой [Ni2+ 1-x Ме3+ x (ОН)2]х+[An- х/n ⋅ уН2О]х-, где в качестве трехзарядных катионов металла выступают одновременно катионы алюминия и гольмия Alx-уНоу, показало, что это соединение потенциально может быть использовано в качестве катализатора фоторазложения органических основных красителей. Так, в его присутствие фотокаталитическое разложение красителя бриллиантового зеленого происходит быстрее в сравнении с использованием слоистого двойного гидроксида, не содержащим гольмий (Фиг. 3).
Таким образом, приведенные примеры доказывают, что поставленная задача по расширению ряда синтетических гидроталькитоподобных соединений с общей формулой [Ni2+ 1-x Ме3+ x (ОН)2]х+[An- x/n⋅уН2]х-, где в качестве трехзарядных катионов металла выступают одновременно катионы алюминия и гольмия Alx-yHoy, причем у≈0,01, х≈0,2, характеризующегося однофазностью и хорошей окристаллизованностью, решена.
Claims (1)
- Слоистый двойной гидроксид со структурой гидроталькита, включающий катионы Ni2+, Аl3+ и редкоземельный элемент Но, отличающийся тем, что он имеет общую формулу где в качестве трехзарядных катионов металла выступают одновременно катионы алюминия и гольмия, в качестве анионов An- он содержит NO3 - и/или СО3 2-, при этом y=0,01, x=0,2, n=1 или 2, a m - порядка 0,3.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2799181C1 true RU2799181C1 (ru) | 2023-07-04 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1715365A (zh) * | 2005-07-22 | 2006-01-04 | 北京化工大学 | 具有荧光特性的稀土配合物插层水滑石及其制备方法 |
US20100233286A1 (en) * | 2004-12-24 | 2010-09-16 | The University Of Queensland | Preparations of suspensions |
US20130313476A1 (en) * | 2011-01-27 | 2013-11-28 | National Institute For Materials Science | Water-swelling layered double hydroxide, method for producing same, gel or sol substance, double hydroxide nanosheet, and method for producing same |
RU2540402C1 (ru) * | 2013-09-25 | 2015-02-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" | Слоистый гидроксид со структурой гидроталькита, содержащий никель в степени окисления +3, и способ его получения |
US20170107116A1 (en) * | 2014-03-27 | 2017-04-20 | Scg Chemicals Co., Ltd. | High surface area layered double hydroxides |
US20200377388A1 (en) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | Uchicago Argonne, Llc | Layered hydroxides as anion insertion materials |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100233286A1 (en) * | 2004-12-24 | 2010-09-16 | The University Of Queensland | Preparations of suspensions |
CN1715365A (zh) * | 2005-07-22 | 2006-01-04 | 北京化工大学 | 具有荧光特性的稀土配合物插层水滑石及其制备方法 |
US20130313476A1 (en) * | 2011-01-27 | 2013-11-28 | National Institute For Materials Science | Water-swelling layered double hydroxide, method for producing same, gel or sol substance, double hydroxide nanosheet, and method for producing same |
RU2540402C1 (ru) * | 2013-09-25 | 2015-02-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" | Слоистый гидроксид со структурой гидроталькита, содержащий никель в степени окисления +3, и способ его получения |
US20170107116A1 (en) * | 2014-03-27 | 2017-04-20 | Scg Chemicals Co., Ltd. | High surface area layered double hydroxides |
US20200377388A1 (en) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | Uchicago Argonne, Llc | Layered hydroxides as anion insertion materials |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3569293B2 (ja) | ハイドロタルク石型クレーの簡略化した製法 | |
Wu et al. | Size-and shape-tailored hydrothermal synthesis of YVO 4 crystals in ultra-wide pH range conditions | |
Iyi et al. | A novel synthetic route to layered double hydroxides using hexamethylenetetramine | |
US6852670B1 (en) | Method for manufacturing anion-layered double hydroxide intercalation compounds and compounds produced thereby | |
Dupin et al. | Intercalation compounds of Mg–Al layered double hydroxides with dichlophenac: different methods of preparation and physico-chemical characterization | |
JPH09503750A (ja) | 添加剤を用いて変性された混合水酸化物の存在下でのアルコキシル化生成物の製造法 | |
JP5028616B2 (ja) | 金属硫化物の製造方法 | |
Huang et al. | Controllable luminescence of a Li–Al layered double hydroxide used as a sensor for reversible sensing of carbonate | |
TW200942323A (en) | Selective adsorbent and process for producing the same | |
DE60007351T2 (de) | Verfahren zur herstellung einer al-haltigen, nicht mg-haltigen, anionischen tonerde | |
Li et al. | Thermal evolution and luminescence properties of Zn− Al-layered double hydroxides containing europium (III) complexes of ethylenediaminetetraacetate and nitrilotriacetate | |
Pavel et al. | Mechanochemical versus co-precipitated synthesized lanthanum-doped layered materials for olefin oxidation | |
Kim et al. | Layered metal hydroxides containing calcium and their structural analysis | |
Lu et al. | Layer structured Na2Ni (MoO4) 2 particles as a visible-light-driven photocatalyst for degradation of methylene blue | |
DE60021353T2 (de) | Verfahren zur herstellung von anionischer tonerde unter verwendung von böhmit | |
RU2799181C1 (ru) | Слоистый двойной гидроксид со структурой гидроталькита состава Ni/AlHo | |
JP2001522711A (ja) | 分離方法 | |
Zăvoianu et al. | Functional layered double hydroxides and their catalytic activity for 1, 4-addition of n-octanol to 2-propenonitrile | |
Huang et al. | Malate-aided selective crystallization and luminescence comparison of tetragonal and monoclinic LaVO 4: Eu nanocrystals | |
JP2002079101A (ja) | メタノール水蒸気改質用触媒前駆体並びにメタノール水蒸気改質用触媒及びその製造方法 | |
KR950004771B1 (ko) | 암모늄 희토류 이중 옥살산염의 제조방법 및 이로부터 얻어진 희토류 산화물 | |
John | Low temperature synthesis of nano crystalline zero-valent phases and (doped) medal oxides as AxB3-xO4 (ferrite), ABO2 (delafossite), A2O and AO: a new process to treat industrial wastewaters? | |
EP3862084B1 (en) | Method for preparing zinc ferrite-based catalyst and zinc ferrite-based catalyst prepared thereby | |
Brady | An examination of the applicability of hydrotalcite for removing oxalate anions from Bayer process solutions | |
Retizlaf et al. | CoFe2O4 magnetic nanoparticles: Synthesis by thermal decomposition of 8-hydroxyquinolinates, characterization, and application in catalysis |