Особенности термолиза малеатов Cu и La
Автор: Полозов Максим Александрович, Найферт Сергей Александрович, Полозова Валерия Владимировна, Жеребцов Дмитрий Анатольевич, Сактхидхаран Четтичи Палаям, Мерзлов Сергей Владимирович, Авдин Вячеслав Викторович
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия @vestnik-susu-chemistry
Рубрика: Органическая химия
Статья в выпуске: 2 т.11, 2019 года.
Бесплатный доступ
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.
Термический анализ, малеаты, рентгенофазовый анализ, термолиз
Короткий адрес: https://sciup.org/147233124
IDR: 147233124 | DOI: 10.14529/chem190204
Список литературы Особенности термолиза малеатов Cu и La
- Hlestkin R.N., HlestkinaV.L. Termicheskoe prevrashchenie kadmievykh i tsinkovykh soley aromaticheskikh i alifaticheskikh karbonovykh kislot [Thermal Transformation of Cadmium and Zinc Salts of Aromatic and Aliphatic Carboxylic Acids]. Chemistry Industry, 1980, vol. 5, 271 p.
- Lebedev N.N. Himiya i tekhnologiya osnovnogo organicheskogo i neftekhimicheskogo sinteza [Chemistry and Technology of Basic Organic and Petrochemical Synthesis]. Moscow, Chemistry, 1984, 592 p.
- Rubinshtejn A.M., Yakerson V.I. [Ketonization of Acetic Acid on Alkali Metal Carbonates and Decomposition of Their Oxalates and Acetates]. J. Kinetics and Catalysis, 1961, vol. 2, no. 1, pp. 118-126.
- Hlestkin R.N., Prosochkina T.R. Termodestruktsiya soley karbonovykh kislot[Thermal Degradation of Carboxylic Acid Salts]. Moscow, Chemistry, 2006, 222 p.
- Hlestkin R.N., Hlestkina V.L., Usanov N.G., Gareev V.M. Termoliz soley karbonovykh kislot [Thermolysis of Salts of Carboxylic Acids]. Chem. Ind., 1982, vol. 7, 391 p.
- Pomogailo A.D., Dzhardimalieva G.I., Rozenberg A.S., Shershnev V.A. [Reactivity of Metal-Containing Monomers. Preparation and Magnetic Broperties of Metal-Containing Nanocomposites]. Russ. Chem. Bul., 2011, vol. 60, no. 7, pp. 1476-1487.
- DOI: 10.1007/s11172-011-0220-x
- Yudanova L.I., Logvinenko V.A., Korol'kov I.V., Ishchenko A.V., Rudina N.A. [Peculiar Properties of Thermal Decomposition in Systems of Acid Maleates Zn(II), Co (II), Ni (II) With Formation of Metal Nanoparticles]. J. Phys. Chem., 2018, vol. 92, no. 11, pp. 1753-1759.
- DOI: 10.1134/s003602441811047x
- Yudanova L.I., Logvinenko V.A., Sheludyakova L.A., Yudanov N.F., Semyannikov P.P., Kozhemyachenko S.I., Korol'kov I.V., Rudina N.A., Ishchenko A.V. [Salts of Maleic Acid Mn (II), Fe (II), Co (II), Ni (II) - Precursors for the Synthesis of Metal-Polymer Composites]. J. Inorg. Chem., 2014, vol. 59, no. 10, pp. 1420-1426.
- DOI: 10.1134/S0036023614100222
- Yudanova L.I., Logvinenko V.A., Yudanov N.F., Rudina N.A., Ishchenko A.V., Semyannikov P.P., SHeludyakova L.A., Alferova N.I. [Thermolysis of Cu (II)Salts of Maleic Acid. Synthesis of Metal-Polymer Composites]. Russ. J. Coord. Chem., 2013, vol. 39, no. 5, pp. 309-314.
- DOI: 10.1134/S1070328413050102
- Pomogajlo A.D,. Rozenberg A.S., Dzhardimalieva G.I. [Thermolysis of Metallopolymers and Their Precursors as a Method of Obtaining Nanocomposites]. Russ. Chem. Rev., 2011, vol. 80, pp. 272-307.
- DOI: 10.1070/RC2011v080n03ABEH004079
- Gauptman Z., Greffe Yu., Remans X. Organicheskaya khimiya [Organic Chemistry]. Moscow: Mir, 1979, 832 p.
- Mishchenko G.L., Vatsuro K.V. Sinteticheskie metody organicheskoy khimii [Synthetic Methods of Organic Chemistry]. Moscow: Chemistry, 1982, 440 p.
- Rayd K. Kurs fizicheskoy organicheskoy khimii [A Course in Physical Organic Chemistry]. Moscow: Mir, 1972, 576 p.
- Serguchev Yu.A., Beletskaya I.P. [Oxidative Decarboxylation of Carboxylic Acids]. Russ. Chem. Rev., 1980, vol. 49, no. 12, pp. 2257-2285.
- DOI: 10.1070/RC1980v049n12ABEH002532
- Chichibabin A.B. Osnovnye nachala organicheskoy khimii [Basic Principles of Organic Chemistry]. Moscow: Chemisry, 1963, 912 p.
- Yakerson V.I., Rubinshteyn A.M. [Kinetics and Mechanism of Thermal Decomposition of Lithium, Sodium, Barium Acetates]. J. Kinetics and Catalysis, 1961, vol. 2, no. 2, pp. 172-178.
- Yakerson V.I. [Mechanism of Thermal Decomposition of Carboxylic Acid Salts]. Proceedings of the USSR academy of sciences, 1966, vol. 7, pp. 1003-1011.
- Yakerson V.I., Rubinshteyn A.M. [Mechanism of Methane Decomposition of Sodium Acetate]. Proceedings of the USSR academy of sciences, 1966, vol. 7, pp. 1278-1281.
- Petrov A.A., Bal'yan Kh.V., Trotsenvo A.T. Organicheskaya khimiya [Organic Chemistry]. Moscow: Vysshaya Shkola Publishers, 1985, 490 p.
- Reutov O.A., Kurts A.L., Butin K.P. Organicheskaya khimiya [Organic Chemistry]. Moscow: Moscow State University, 1999, 624 p.
- Smit V., Bochkov A. Organicheskiy sintez: nauka i iskusstvo [Organic Synthesis: Science and Art]. Moscow: Mir, 2001, 624 p.
- Knunyanc I.L. Chemical encyclopedia. Moscow: Soviet encyclopedia, 1988, vol. 1, 631 p.
- Dobrydnev S.V., Kapaev G.I., Zamuruev O.V., Beskov V.S. [Peculiar Properties of Thermolysis of Hydroxycarbonate Hydrate of Nickel (II), Copper (II), Zinc (II)]. Russian Chemical Bulletin, 2009, vol. 52, no. 6, pp. 25-28.
