Особенности термолиза малеатов Cu и La

Максим Александрович Полозов, Сергей Александрович Найферт, Валерия Владимировна Полозова, Дмитрий Анатольевич Жеребцов, Четтичи Палаям Сактхидхаран, Сергей Владимирович Мерзлов, Вячеслав Викторович Авдин

Аннотация


Соли карбоновых кислот широко используются в органическом синтезе при получении катализаторов и нанокомпозитов металлов в углеродной матрице путем термолиза малеатов, акрилатов или ацетилендикарбоксилатов этих металлов, однако исследования процесса термодеструкции подобных соединений отрывочны.

Исследованы процессы многостадийного разложения малеатов Cu и La в инертной атмосфере методом синхронного термического анализа с анализом состава выделяющихся газов. Предложены механизмы реакций, соответствующие определенным в ходе термического ступеням потери массы, газообразным продуктам и конечному твердому продукту разложения. Показано образование нанодисперсных оксидов меди и оксокарбоната лантана, включенных в пористую углеродную матрицу.

Результаты термического анализа позволили выделить общие для малеатов особенности их термолиза. Во-первых, разложение малеат-иона или малеиновой кислоты всегда сопровождается образованием наряду с водой и углекислым газом двух продуктов, содержащих двойную или тройную связь С–С: акриловой кислоты и ацетилена приблизительно в равных количествах. Во-вторых, наличие кратных связей как в молекулах исходных веществ, так и в молекулах газообразных продуктов термолиза приводит к их полимеризации и далее к образованию углеродистого остатка. Количество этого остатка наиболее высоко в случае разложения малеата лантана и наиболее низко в случае малеата меди. В-третьих, протекание термолиза малеатов металлов в матрице, состоящей из углеродистого полимера, приводит к формированию частиц металлов (Cu) или оксидов/карбонатов металлов в виде нанодисперсных кристаллов, равномерно распределенных в этой матрице.

С помощью электронной микроскопии определена морфология и размер частиц продуктов термолиза малеатов La и Cu. Продуктами термолиза являются композиты из сферических частиц La2O2(CO3) (диаметром 2–5 мкм) и Cu2O, CuO, Cu (диаметром 10–500 нм), равномерно распределенные в углеродной матрице.

Применение при анализе механизма термолиза одновременно данных о величине потери массы на каждом этапе, тепловых эффектах, а также о составе газообразных продуктов и о фазовом составе конечных твердых продуктов термолиза позволило предложить непротиворечивую исходную формулу малеатов Cu и La.

Ключевые слова


термический анализ; малеаты; рентгенофазовый анализ; термолиз

Полный текст:

PDF

Литература


Хлесткин, Р.Н.Термическое превращение кадмиевых и цинковых солей ароматических и алифатических карбоновых кислот / Р.Н. Хлесткин, В.Л. Хлесткина // Хим. пром. – 1980. – № 5. – 271 с.

Лебедев, Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза / Н.Н. Лебедев. – М., 1971. –581 с.

Рубинштейн, A.M. Кетонизация уксусной кислоты на карбонатах щелочных металлов и разложение их оксалатов и ацетатов / A.M. Рубинштейн, В.И. Якерсон // Кинетика и катализ. – 1961. – Т. 2, вып. l. – С. 118–126.

Хлесткин, Р.Н. Термодеструкция солей карбоновых кислот / Р.Н. Хлесткин, Т.Р. Просочкина. – М.: Химия, 2006. – 222 с.

Термолиз солей карбоновых кислот / Р.Н. Хлесткин, В.Л. Хлесткина, Н.Г. Усанов, В.М. Гареев. – Хим. пром. – 1982. – № 7.– 391 с.

Reactivity of metal-containing monomers. Preparation and magnetic properties of metal-containing nanocomposites / A.D. Pomogailo, G.I. Dzhardimalieva, A.S. Rozenberg, V.A. Shershnev // Russian Chemical Bulletin. – 2011. – V. 60, no. 7. – P. 1476–1487.

Особенности термического разложения в системах кислых малеатов Zn(II), Co(II), Ni(II) с образованием металлических наночастиц / Л.И. Юданова, В.А. Логвиненко, И.В. Корольков и др. // Журнал физической химии. – 2018. – Т. 92, № 11. – С. 1753–1759. DOI: 10.1134/s004445371811047x.

Соли малеиновой кислоты Mn(II), Fe(II), Co(II), Ni(II) – прекурсоры для синтеза композитов металл – полимер / Л.И. Юданова, В.А. Логвиненко, Л.А. Шелудякова и др. // Журнал неорганической химии. – 2014. – Т. 59, № 10. – С. 1420–1426. DOI: 10.7868/S0044457X14100237.

Термолиз солей малеиновой кислоты Cu(II). Синтез композитов металл – полимер /

Л.И. Юданова, В.А. Логвиненко, Н.Ф. Юданов и др. // Координационная химия. – 2013. – Т. 39, № 5. – С. 309–314. DOI: 10.7868/S0132344X13050101.

Помогайло, А.Д. Термолиз металлополимеров и их предшественников как метод получения нанокомпозитов / А.Д. Помогайло, А.С. Розенберг, Г.И. Джардималиева // Усп. хим. – 2011. – T. 80. – С. 272–307.

Гауптман, З. Органическая химия / З. Гауптман, Ю. Греффе, X. Реманс. – М.: Мир, 1979. – 832 с.

Мищенко, Г.Л. Синтетические методы органической химии / Г.Л. Мищенко, К.В. Вацуро. – М.: Химия, 1982. – 440 с.

Райд, К. Курс физической органической химии / K. Райд. – М.: Мир, 1972. – 576 с.

Окислительное декарбоксилирование карбоновых кислот / Ю.А. Сергучев, И.П. Белец-кая. – М.: Успехи химии. – 1980. – № 49(12). – С. 2257–2285.

Чичибабин, А.Б. Основные начала органической химии / А.Б. Чичибабин. – М.: Хим., 1963. – 912 с.

Якерсон, В.И. Кинетика и механизм термического разложения ацетатов лития, натрия, бария / В.И. Якерсон, А.М. Рубинштейн // Кинетика и катализ. – 1961. – Т. 2, вып. 2. – С. 172–178.

Якерсон, В.И. Механизм термического разложения солей карбоновых кислот / В.И. Якерсон // Изв. АН СССР. – 1963. – № 6.– С. 1003–1011.

Якерсон, В.И. Механизм метанного разложения ацетата натрия / В.И. Якерсон, А.М. Ру-бинштейн // Изв. АН СССР. – 1966. – № 7. – С. 1278–1281.

Петров, А.А. Органическая химия / А.А. Петров, Х.В. Бальян, А.Т. Троценво. – М.: Высшая школа, 1985. – 490 с.

Реутов, О.А. Органическая химия / О.А. Реутов, А.Л. Курц, К.П. Бутин. – М.: МГУ, 1999. – 624 с.

Смит, В. Органический синтез: наука и искусство / В. Смит, А. Бочков. – М.: Мир, 2001. – 573 с.

Химическая энциклопедия: в 5 т. / под ред. И.Л. Кнунянц. – М.: Советская энциклопедия, 1988. – Т. 1. – 631 с.

Особенности термолиза гидратов гидроксокарбонатов никеля (II), меди (II), цинка (II) / С.В. Добрыднев, Г.И. Капаев, О.В. Замуруев, В.С. Бесков // Изв. вузов. Сер. химия и химическая технология. – 2009. – Вып. 52(6). – С. 25–28.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/chem190204

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.