Гидротермальный синтез нанодисперсной «железной слюдки» из желтого железоокисного пигмента

Дмитрий Анатольевич Жеребцов, Вадим Шафикович Мирасов, Дмитрий Георгиевич Клещев, Лилия Наильевна Зарипова

Аннотация


Изучено влияние температуры предварительной термообработки на воздухе желтого железоокисного пигмента (фаза a-FeОOН) в интервале температур t от 150 до 200 °С на дисперсный состав «железной слюдки» (фаза a-Fe2O3 с пластинчатой формой кристаллов), которая образуется при гидротермальной обработке (230±5 °С) образцов желтого железоокисного пигмента в водном растворе гидроксида калия с концентрацией 3,5 моль/л. Установлено, что с увеличением температуры предварительной термообработки от 150 до 200 °С размер областей когерентного рассеяния, рассчитанный из данных рентгенофазового анализа и средний размер кристаллов d «железной слюдки» (в плоскости пластины), наблюдаемый с помощью растрового электронного микроскопа, уменьшаются по сравнению с образцами, не прошедшими предварительную термообработку, соответственно в ~ 2 и ~ 20 раз. Существенное изменение формы кристаллов исходной (a-FeOОН – игольчатая форма кристаллов) и образующейся фаз
(a-Fe2O3 – пластинчатая форма кристаллов) при фазовом превращении свидетельствует о том, что превращение a-FeOОН ® a-Fe2O3 протекает по механизму «растворение – осаждение» путем растворения кристаллов неравновесной в данных термодинамических условиях фазы (a-FeOОН), образования зародышей и роста кристаллов равновесной фазы (a-Fe2O3). Сделан вывод об образовании зародышей a-Fe2O3 на поверхности кристаллов желтого железоокисного пигмента в процессе предварительной термообработки. Количество образовавшихся зародышей тем больше, чем выше температура t и продолжительность t предварительной термообработки. Эти параметры (t и t) позволяют целенаправленно варьировать количество зародышей α-Fe2O3 и, как следствие, дисперсный состав «железной слюдки».

Ключевые слова


«железная слюдка»; гетит; гидротермальная обработка

Полный текст:

PDF

Литература


Наноматериалы. Классификация, особенности свойств, применение и технологии получения / Б.М. Балоян, А.Г. Колмаков, М.И. Алымов, А.М. Кротов. – М.: АгроПрессДизайн, 2007. – 102 с.

Алымов, М.И. Методы получения и физико-механические свойства объемных нанокристаллических материалов / М.И. Алымов, В.А. Зеленский. – М.: МИФИ, 2005. – 52 с.

Cornell, R.M. The iron oxides. Structure, properties, reactions, occurrences and uses / R.M. Cornell, U. Schwertmann. Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2003. – 694 p.

Яковлев, А.Д. Химия и технология лакокрасочных покрытий / А.Д. Яковлев. – СПб.: ХИМИЗДАТ, 2008. – 448 с.

Magnetic nanocomposites for sorbents and glue layers / K. Kekalo, V. Agabekov, G. Zhavnerko // J. Magn. Mag. Mat. – 2007. – V. 311, Is. 1. – P. 63–67. DOI: 10.1016/j.jmmm.2006.10.1159.

Некоторые аспекты выбора состава железооксидных каталитических систем для дегидрирования углеводородов / А.А. Емекеев, О.И. Ахмеров, Г.И. Федоров, Х.Э. Харлампиди // Вестник Казанского технологического университета. – 2008. – № 2. – С. 61–63.

Byrappa, K. Hydrothermal technology for nanotechnology / K. Byrappa, T. Adschiri // Progress in Crystal Growth and Characterization of Material. – 2007. – V. 53, № 2. – P. 117–120.

Клещев, Д.Г. Получение нанокристаллических оксидов Ti, Mn, Co, Fe и Zn в водных растворах при термообработке / Д.Г. Клещев // Неорганические материалы. – 2005. – Т. 41, № 1. – С. 46–53.

Гидpотеpмальный синтез нанокpисталлического анатаза из водных раствоpов сульфата титанила для фотокаталитических пpименений / В.Д. Максимов, А.С. Шапорев, В.К. Иванов и др. // Химическая технология. – 2009. – Т. 10, № 2. – С. 70–75.

Зима, Т.М. Гидротермальный синтез наноструктурированного материала на основе TiO2 в присутствии хитозана / Т.М. Зима, Н.И. Бакланова, А.В. Уткин // Неорганические материалы. – 2012. – Т. 48, № 8. – С. 935–940.

Гидротермально-микроволновой и гидротермально-ультразвуковой синтез нанокристаллических диоксидов титана, циркония, гафния / П.Е. Мескин, А.И. Гаврилов, В.Д. Максимов и др. // Журнал неорганической химии. – 2007. – Т. 52, № 11. – С. 1755–1764.

Гидротермально-микроволновой синтез нанокристаллического диоксида церия, допированного гадолинием, в присутствии гексаметилентетрамина / Е.А. Долгополова, О.С. Иванова, В.К. Иванов и др. // Журнал неорганической химии. – 2012. – Т. 57, № 10. – С. 1387–1390.

Максимов, В.Д. Синтез высокодисперсных порошков цирконата и гафната бария гидротермально-микроволновым методом / В.Д. Максимов, П.Е. Мескин, Б.Р. Чурагулов // Неорганические материалы. – 2007. – Т. 43, № 9. – С. 1102–1108.

Максимов, В.Д. Гидротермально-микроволновой синтез высокодисперсных порошков простых и сложных оксидов циркония и гафния / В.Д. Максимов, П.Е. Мескин, Б.Р. Чурагулов // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2008. – № 2. – С. 76–82.

Толчев, А.В. Кристаллохимический аспект фазообразования в системе α-FeOOH – H2O – NaOH / А.В. Толчев, Р.Р. Багаутдинова, Д.Г. Клещев // Журнал прикладной химии. – 2001. – Т. 74, № 3. – С. 353–356.

Толчев, А.В. Гидротермальный синтез антикоррозионного пигмента «железная слюдка». / А.В. Толчев, Р.Р. Багаутдинова, Д.Г. Клещев // Лакокрасочные материалы и их применение. – 2001. – № 1. – С. 13–15.

Гидротермальный метод получения нанодисперсной «железной слюдки» / В.Ш. Мирасов, Д.А. Жеребцов, Д.Г. Клещев, Г.Г. Михайлов // Известия вузов. Серия «Химия и химическая технология». – 2014. – Т. 57, № 2. – С. 33–38.

Гидротермальный синтез нанодисперсного α-Fe2O3 с пластинчатой формой кристаллов / В.Ш. Мирасов, Д.А. Жеребцов, Д.Г. Клещев и др. // Журнал неорганической химии. – 2014. – Т. 59, № 6. – С. 1–8. DOI: 10.7868/S0044457X14060142.

A kinetic study of the thermal decomposition of iron(III) hydroxide oxides. Part 1. α-FeOOH in banded iron formations / N. Koga, Sh. Takamoto, S. Okada, H. Tanaka // Thermochimica Acta. – 1995. – V. 254, № 1. – P. 193–206.

Современная кристаллография (в четырех томах). Т. 3. Образование кристаллов / А.А. Чернов, Е.И. Гиваргизов, Х.С. Багдасаров и др. – М.: Наука, 1980. – 408 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/chem190205

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.