Синтезированы Mg-содержащие твердые растворы на основе Y2FeTaO7, соответствующие различным механизмам гетеровалентного замещения, а именно: Y2Fe0.55Mg0.3Ta1.15O7, Y2Fe0.625Mg0.3Ta1.075O7, Y2Fe0.7Mg0.3TaO7, Y2Fe0.7Mg0.2Ta1.1O7, Y2Fe0.85Mg0.15TaO7, Y1.85Mg0.15Fe0.925Ta1.075O7, Y1.85Mg0.15FeTaO7. Показано, что все синтезированные твердые растворы обладают пирохлороподобной слоистой структурой (пр. гр. P3121), в которых ионы Fe3+ распределены по трем структурным позициям. Магнитные свойства этих твердых растворов обусловлены присутствием небольшой ферромагнитной компоненты в преимущественно антиферромагнитной системе, и характеризуют ферримагнетик или скошенный антиферромагнетик с переходом Нееля (ТN) выше комнатной температуры. По данным магнитных измерений, во всех изученных образцах происходят два магнитных фазовых перехода в упорядоченную фазу. Наряду с переходом ТN, в слабых магнитных полях и ниже ТN регистрируется второй переход, который, наиболее вероятно, обусловлен спиновой переориентацией по типу перехода Морина. Существование магнитного упорядочения при комнатной температуре в одной магнитной подрешетке или внутреннего магнитного поля (Hin) подтверждено методом мессбауэровской спектроскопии.
Разработаны методики синтеза LaNi1/3Sb5/3O6 со структурой розиаита цитратным методом и соосаждением с последующим отжигом. Показано влияние условий синтеза на морфологию образцов. Проведен сравнительный анализ каталитических свойств LaNi1/3Sb5/3O6, синтезированного различными методами, в реакции окисления СО. Наибольшую эффективность и стабильность продемонстрировал катализатор, синтезированный цитратным методом (температура 90%-ной конверсии СО составила T90 = 336°С). Методами ИК-спектроскопии диффузного отражения in situ, рентгенофотоэлектронной спектроскопии и термопрограммируемой десорбции О2 исследована поверхность LaNi1/3Sb5/3O6 до и после катализа. Показано, что каталитическое окисление СО на поверхности LaNi1/3Sb5/3O6 протекает по механизму Марса–ван Кравелена и сопровождается окислительно-восстановительными процессами Sb3+ ↔ Sb5+. Установлено отсутствие загрязнения поверхности образца в процессе катализа.
Установлены границы существования твердого раствора со структурой пирохлора в системе Bi2O3–CoO–Sb2O5. Обнаружен ранее неизвестный тройной оксид Bi3Co2/3Sb7/3O11, относящийся к структурному типу кубического KSbO3 (пр. гр. Pn, a = 9.5801(1) Å, wR = 0.0132). Проведена триангуляция изотермического сечения системы в области CoO–Bi3SbO7–CoSb2O6–BiSbO4 при 650°С. Показано, что кобальт в кристаллической решетке пирохлора присутствует в степени окисления +2. На примере состава Bi1.5CoSb1.5O7 разработана методика гидротермального синтеза пирохлора как без микроволнового воздействия, так и с его участием. На основе данных рентгенофазового анализа, локального рентгеноспектрального микроанализа, растровой микроскопии и ИК-спектроскопии предложен механизм образования фазы пирохлора в условиях гидротермального воздействия. Синтезированы дисперсные образцы Bi1.5CoSb1.5O7 (ОКР = 30 нм) и показана перспективность их использования в качестве катализаторов окисления СО.
Изучены фазовые равновесия в системах La2O3–(Ni/Со)O–Sb2O5 в субсолидусной области. В системе La2O3–Sb2O5 обнаружено неизвестное ранее соединение La4Sb2O11, которое разлагается при температуре 1060°С с образованием La3SbO7 и LaSbO4. В системе La2O3–NiO–Sb2O5 обнаружены новые тройные оксиды LaNi2SbO6 и La2NiSb2O9. Показано, что впервые синтезированные соединения стабильны и не испытывают полиморфных превращений во всем исследованном интервале температур (25–1350°С). Также подтверждено существование ранее известных тройных оксидов La3Ni2SbO9 и LaNi1/3Sb5/3O6 со структурами перовскита и розиаита соответственно. Установлено, что в системе La2O3–CoO–Sb2O5 кроме известных соединений со структурами перовскита (La3Со2SbO9), розиаита (LaСо1/3Sb5/3O6) и ромбоэдрически искаженного пирохлора (La3Со2Sb3O14) присутствуют новые соединения LaCo2SbO6 и La2CoSb2O9, изоструктурные найденным в системе с оксидом никелем. Соединение La2СоSb2O9, в отличие от аналогичного соединения никеля, разлагается при температуре 990°С. Для LaCo2SbO6 никаких тепловых эффектов на кривых ДСК, связанных с полиморфными переходами или плавлением, не обнаружено вплоть до 1003°С. Анализ оптических спектров диффузного отражения впервые синтезированных фаз LaNi2SbO6, La2NiSb2O9, LaСо2SbO6 и La2СоSb2O9 показал, что никель и кобальт в них имеют степень окисления +2. Построены изотермические сечения систем La2O3–(Ni/Со)O–Sb2O5 при 1050°С.
Однофазные образцы соединений, реализующиеся в системе La2O3-CoO-Sb2O5, синтезированыпутем термического разложения нитратов, цитратным методом, соосаждением с гидротермальной обработкой осадка и последующим отжигом. Изучены их каталитические свойства в реакцииокисления CO. Установлено, что наибольшей активностью при низких температурах и стабильностью при циклических испытаниях обладает катализатор LaCo1/3Sb5/3O6со структурой розиаита,полученный методом соосаждения с гидротермальной обработкой осадка и последующим отжигом. В присутствии этого катализатора 90%-ная конверсия СО зафиксирована при 265∘C. Методами РФЭС, ТПД-O2и ИК-спектроскопии выполнено исследование поверхности LaCo1/3Sb5/3O6.Показано, что модель Ленгмюра-Хиншелвуда является наиболее вероятным механизмом каталитического окисления СО, которое сопровождается окислительно-восстановительными процессами Co3+ ↔Co2+ и Sb3+ ↔Sb5+ с участием поверхностно-активных форм кислорода и вакансий. При этом ионы сурьмы в данном процессе играют роль донора электронов, увеличенная концентрация которых способствует ускорению процессов адсорбции и формированию активных формкислорода на поверхности. Установлено отсутствие загрязнения поверхности образца в процессекатализа, что исключает потребность в его регенерации.
Индексирование
Scopus
Crossref
Высшая аттестационная комиссия
При Министерстве образования и науки Российской Федерации