Влияние структуры молибдатов двухвалентных металлов на фазообразование в системах Na2MoO4-aMoO4-Zr(MoO4)2 (a = Mg, Mn, Zn, Са)
Автор: Базарова Ц.Т., Дамдинов Б.Б., Базаров Б.Г.
Журнал: Вестник Бурятского государственного университета. Химия. Физика @vestnik-bsu-chemistry-physics
Рубрика: Химия
Статья в выпуске: 4, 2018 года.
Бесплатный доступ
Системы Na2MoO4-AMoO4-Zr(MoO4)2 (A = Mg, Mn, Zn, Са) изучены методом рентгенофазового анализа в субсолидусной области. Фазовые равновесия в субсолидусной области систем изучались методом «пересекающихся разрезов» с учетом литературных данных по двойным ограняющим системам. Впервые установлено образование новых тройных молибдатов: S1 (1:3:1) - Na2Mn(Mg)3Zr(MoO4)6 и S2 (1:2:1) - Na2Zn2Zr(MoO4)5. Приведены их субсолидусные фазовые диаграммы. В тройной солевой системе Na2MoO4-CaMoO4-Zr(MoO4)2 образования новых фаз не установлено.
Твердофазный синтез, тройные молибдаты, рентгенофазовый анализ, триангуляция, фазовые равновесия, структура, многокомпонентные системы
Короткий адрес: https://sciup.org/148316698
IDR: 148316698 | УДК: 546.776 | DOI: 10.18101/2306-2363-2018-4-3-7
Influence of the structure of divalent metals molybdates on the phase formation in systems Na2MoO4-aMoO4-Zr(MoO4)2 (a = Mg, Mn, Zn, Са)
Department of Inorganic and Organic ChemistryNa2MoO4-AMoO4-Zr(MoO4)2 systems (A=Mn, Zn) were studied by X-ray analysis in the subsolidus range. Phase equilibria in the subsolidus range of the systems were studied by the method of “intersecting sections” taking into account the literature data on double-boundary systems. The formation of new ternary molybdates was established for the first time: S1 (1:3:1) - Na2Mn3Zr(MoO4)6; S2 (1:2:1) - Na2Zn2Zr(MoO4)5. Their subsolidus phase diagrams are given. In the triple salt system Na2MoO4-CaMoO4-Zr(MoO4)2, the formation of new phases was observed.
Текст научной статьи Влияние структуры молибдатов двухвалентных металлов на фазообразование в системах Na2MoO4-aMoO4-Zr(MoO4)2 (a = Mg, Mn, Zn, Са)
При систематических исследованиях многокомпонентных систем с участием молибдатов одно-, двух- и четырёхвалентных элементов [1-7] было получено много данных, которые можно использовать для систематизации и выявления закономерностей фазообразования, прогнозирования подобных систем. Целью данной работы является исследование фазообразования в тройных солевых си- стемах Na2MoO4-AMoO4-Zr(MoO4)2 (A = Mg, Mn, Zn, Са) в субсолидусной области.
В качестве двухвалентных молибдатов были взяты представители 3-х различных структурных типов: a -MnMoO 4 (MgMoO 4 , MnMoO 4 ), a -ZnMoO 4 (ZnMoO 4 ), типа шеелита (CaMoO 4 ).
В работе были использованы промышленные реактивы Na 2 MoO 4 - 2H 2 O (ч.д.а.), МоО 3 (х.ч.), а также оксиды двухвалентных металлов и циркония (все марки х.ч.). Безводный молибдат натрия получали прокаливанием кристаллогидрата при 550оС. Молибдат циркония получен из смеси ZrO 2 и MoO 3 ступенчатым отжигом в температурном интервале 400–750оС в течение 100–150 ч. Средние молибдаты двухвалентных металлов синтезированы из оксидов марганца, цинка и триоксида молибдена MoO 3 отжигом при 350–650оС в течение 100-200 ч. Отжиг образцов сопровождался промежуточной гомогенизацией в среде этилового спирта и рентгенофазовой идентификацией на каждом этапе.
Рентгенофазовый анализ синтезированных соединений проведен на дифрактометре D8 Advance фирмы Bruker AXS (CuK a -излучение, графитовый монохроматор). Рентгенографические характеристики всех синтезированных молибдатов соответствовали литературным данным. Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) проведена на термоанализаторе NETZSCH STA 449 C (Jupiter). Величина навески составляла 4-12 мг, скорость подъема температуры 20 К/мин. Образцом сравнения служил прокаленный Al 2 O 3 .
Фазовые равновесия в субсолидусной области систем изучены методом «пересекающихся разрезов» с учетом литературных данных по двойным ограняющим системам [1, 3-5].
В тройной cолевой системе Na 2 MoO 4 -ZnMoO 4 -Zr(MoO 4 ) 2 на квазибинарном разрезе Na 2 Zr(MoO 4 ) 3 –ZnMoO 4 установлено образование нового тройного молибдата (S) состава Na 2 Zn 2 Zr(MoO 4 ) 5 с областью гомогенности (5-6 мол.%) [8]. На рис. 1 приведена штрихрентгенограмма тройного молибдата Na 2 Zn 2 Zr(MoO 4 ) 5 .
С учетом образования областей твердых растворов на сторонах треугольников Na 2 MoO 4 –AMoO 4 -Zr(MoO 4 ) 2 (A = Zn, Mn) новой фазы и выявленных квазиби-нарных разрезов, проведены триангуляции этих тройных систем. В результате триангуляции каждая из систем разбивается на 8 вторичных тройных систем [9] (рис. 2). Триангуляция тройной системы Na 2 MoO 4 - MnMoO 4 -Zr(MoO 4 ) 2 представлена на рис. 3.
При изучении квазибинарного разреза Na 2 Zr(MoO 4 ) 3 -MnMoO 4 через 10 мол.% было установлено образование нового тройного молибдата состава Na 2 Mn 3 Zr(MoO 4 ) 6 (1:3) [10]. На рис. 4 представлена штрихрентгенограмма тройного молибдата Na 2 Mn 3 Zr(MoO 4 ) 6 . Рентгенофазовый анализ показал, что по расположению рефлексов на рентгенограмме и соотношению интенсивностей полученная фаза изоструктурна тройному молибдату NaMg 3 In(MoO 4 ) 5 [7] и кристаллизуется в триклинной сингонии.
Методом дифференциально-сканирующей калориметрии определены температуры плавления тройных молибдатов. Соединения плавятся инконгруэнтно при 703 ° С — Na 2 Mn 3 Zr(MoO 4 ) 6 и 778 ° С — Na 2 Mg 3 Zr(MoO 4 ) 6 .
Ц.
Т. Базарова и др. Влияние структуры молибдатов двухвалентных металлов на в системах Na2MoO4-AMoO4-Zr(MoO4)2 (A = Mg, Mn, Zn, Са)
Lin (Cps) Lin (Cps)
2-Theta - Scale
Рис.1. Штрихрентгенограмма Na 2 Zn 2 Zr(MoO 4 ) 5
/пМоОд
Na2MoO4 4:1 2:1 1:1 Zr(MoO4)2
Рис. 2. Субсолидусная фазовая диаграмма системы Na 2 MoO 4 -ZnMoO 4 -Zr(MoO 4 ) 2 при 550-600 ° С (S — Na 2 Zn 2 Zr(MoO 4 ) 5 )
Рис. 3. Субсолидусная фазовая диаграмма системы Na 2 MoO 4 -MnMoO 4 -Zr(MoO 4 ) 2 при 600-650 ° С (S — Na 2 Mn 3 Zr(MoO 4 ) 6 )
20 30
2-Theta - Scale
Рис. 4. Штрихрентгенограмма Na 2 Mn 3 Zr(MoO 4 ) 6
В тройной солевой системе Na 2 MoO 4 -CaMoO 4 -Zr(MoO 4 ) 2 образования новых фаз не установлено.
Таким образом, полученные данные позволяют сделать вывод о том, что на характер фазообразования в системах Na 2 MoO 4 –AMoO 4 -Zr(MoO 4 ) 2 , влияет структурный тип молибдатов двухвалентных металлов.
Работа выполнена в рамках госзадания Байкальского института природопользования СО РАН (проект № 0339-2016-0007) и при частичной поддержке грантов РФФИ: № 18-08-00799а, № 18-03-00557а.
Список литературы Влияние структуры молибдатов двухвалентных металлов на фазообразование в системах Na2MoO4-aMoO4-Zr(MoO4)2 (a = Mg, Mn, Zn, Са)
- Базаров Б. Г., Клевцова Р. Ф., Базарова Ж. Г. и др. Синтез и свойства сложнооксидных соединений состава M5A0,5Zr1,5(MoO4)6 (M = K, Tl) // Ж. неоргананической химии. - 2000. - Т. 45, № 9. - С. 1453-1456.
- Базаров Б.Г., Базарова Ц.Т., Солодовников С.Ф. и др. Субсолидусное строение фазовых диаграмм систем M2MoO4-CdMoO4-Zr(MoO4)2 (M = K, Tl) // Ж. неорганической химии. - 2001. - Т. 46, № 10. - С. 1751-1754.
- Cолодовников С.Ф., Солодовникова З.А., Клевцов П.В., Золотова Е.С. Исследование субсолидусной области системы Na2MoO4-MnMoO4 // Ж. неорганической химии. - 1995. - Т. 40, № 2. - С. 305-311.
- Цыренова Г.Д., Солодовников С.Ф., Павлова Н.Н., Солодовникова З.А. Фазообразование в системах Cs2MoO4-MMoO4-Zr(MoO4)2 (M = Mn, Mg, Co, Zn) и кристаллические структуры новых двойных молибдатов Cs2MnZr2(MoO4)6 и Cs2MnZr(MoO4)4 // Ж. неорганической химии. - 2010. - Т. 55, №5. - С. 826-834.
- Павлова Н.Н., Цыренова Г.Д. Новые двойные молибдаты MRMo3O12 (M = Mn, Mg; R = Zr, Hf) и кристаллическая структура MnZrMo3O12 // Тезисы докл. XIX Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. - Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2011. - С. 491.
- Клевцова Р.Ф., Базаров Б.Г., Глинская Л.А. и др. Тройной молибдат таллия- магния-циркония состава Tl5Mg0.5Zr1.5(MoO4)6: синтез, кристаллическая структура, свойства // Ж. неорганической химии. - 2003. - Т. 48, № 9. - С. 1547-1550.
- Клевцова Р.Ф., Васильев А.Д., Кожевникова Н.М. и др. Синтез и кристаллоструктурное исследование тройного молибдата NaMg3RIn(MoO4)5 // Ж. структурной химии. - 1993. - Т. 34, № 5. - С. 147-152.
- Базарова Ц.Т., Дамдинов Б.Б., Базаров Б.Г. Фазообразование в системах Na2MoO4-AMoO4-Zr(MoO4)2, A = Mg, Mn, Zn, Ca // Мат-лы II Всерос. молод. науч. конф. с межд. участием "Экологобезопасные и ресурсосберегающие технологии и материалы". - Улан-Удэ: Изд-во Бурятского госуниверситета, 2014. - С. 35.
- Базарова Ц.Т., Дамдинов Б.Б. Cубсолидусное строение систем Na2MoO4-AMoO4- Zr(MoO4)2 (A = Mg, Mn, Zn) // XIII Межд. науч.-практ. конф. «Кулагинские чтения: техника и технологии производственных процессов». - 2013 г. - ЗабГУ. Чита. - С. 84-88.
- Базарова Ц.Т., Дамдинов Б.Б. Закономерности взаимодействия в системах Na2MoO4-AMoO4-Zr(MoO4)2 (A = Mg, Mn, Zn, Са) // XIV Межд. науч.-практ. конф. «Кулагинские чтения: техника и технологии производственных процессов». - 2014 г. - ЗабГУ, Чита. - С. 7-11.
