СИНТЕЗ ВЫСОКОДИСПЕРСНОГО МОЛИБДАТА КОБАЛЬТА В РАСПЛАВАХ СИСТЕМЫ (Na2MoO4 - NaCl)ЭВТ – CoSO4
Аннотация
В работе приводится новый расчетно-экспериментальный материал по разработке рационального способа получения одного из значимых представителей молибдатов элементов d-семейства – молибдата кобальта в расплавах системы (Na2MoO4 - NaCl)эвт – CoSO4 в высокодисперсном состоянии при относительно низкой температуре и высокой производительности процесса. В ней собран довольно обширный материал по свойствам и областям применения молибдата кобальта, критический анализ которого указывает на необходимость разработки новых подходов к синтезу столь уникального соединения. В статье наряду с экспериментальными задачами решается также ряд вопросов теоретического характера. Речь, в частности, идет о приложении впервые выявленного авторами эффекта массообмена между системами Mn(Fe,Co)MoO4 – Na2CO3 и окружающей средой к анализу синтезированного в работе препарата CoMoO4. Механизм проявления этого явления, которое, как показывают теоретический анализ вопроса и экспериментальные данные, связано с поливалентностью кобальта. Следовательно, это связано с возможностью протекания в системе CoMoO4–Na2CO3 реакции обмена CoMoO4+Na2CO3 → CoCO3+Na2MoO4, диссоциации CoCO3=CoO+СО2 и окислительно-восстановительных хCoO+1/2О2→CoхOу, где у=х+1, приводящих к потере СО2 и преобразованию CоO – продукта разложения CoСO3 за счет кислорода окружающей среды в оксиды типа CoхOу, состав которых определяется температурой процесса. Полученный в работе экспериментальный материал подтверждает эффективность применения эффекта массообмена при анализе молибдатов и вольфраматов поливалентных d-элементов. Большое внимание в статье уделено всестороннему изучению полученного молибдата кобальта в системе (Na2MoO4 - NaCl)эвт–CoSO4 комплексом физико-химических методов (термодинамический, рентгенофазовый, дисперсионный, химический кинетический (термогравиметрический)).
Литература
Agofonov Yu.А., Nekrasov N.V., Gaidai N.A. Investigation of kinetics and mechanism of oxidative dehydrogenation of isobutane on cobalt and nickel molybdates. Kinet. Katal. 2001. V. 42. N 6. P. 899-906 (in Russian).
Agafonov Yu.А., Nekrasov N.V., Gaidai N.A., Lapidus A.L. Kinetics and mechanism of oxidative dehydrogenation of isobutane on Co, Ni and Mn molybdates. Kinet. Katal. 2007. V. 48. N 2. P. 271-280 (in Russian). DOI: 10.1134/S0023158407020097.
Xia X., Lei W., Hao Q., Wang W., Wang X. One-step synthesis of CoMoO4/graphene composites with enhanced electrochemical properties for supercapacitors. Electrochem. Acta. 2013. V. 99. P. 253-261. DOI: 10.1016/j.electacta.2013.03.131.
Veerasubramani G.K., Krichnamoorthy K., Kim S.J. Electrochemical performance of an asymmetric supercapacitor based on graphene and cobalt molybdate electrodes. RSC. Adv. 2015. V. 5. N 21. P. 16319-16327. DOI: 10.1039/C4RA15070H.
Lebukhova N.V., Karpovich N.F. Uglethermic reduction of oxides and molybdates of copper, nickel, cobalt. Neorgan. Mater. 2005. V. 44. N 8. P. 1003-1006 (in Russian).
Radishchevskaya N.I., Egorova L.A., Samoilov A.V. Study of composition and physico-chemical properties of molybdenum-phosphates. Zhurn. Prikl. Khim. 2003. V. 76. № 6. P. 892-895 (in Russian).
Robertson L., Duttine M., Gandon M., Demourgues A. Cobalt-zinc molybdates as new blue pigments involving Co2+ idistorted trigonal bipyramids and octahedra. Chem. Mater. 2011. V. 23. N 9. P. 2419-2427. DOI: 10.1021/ cm200795p.
Kotova I.Yu. Phase formation in the system with the participation of the molybdates of silver, cobalt and aluminum. Zhurn. Neorg. Khim. 2014. V. 59. N 8. P. 1066-1070 (in Russian).
Maione Andrea, Devillers Michel. Solid Solution of Ni and Co molybdates in silica disperced and buek catalysts prepared by solgel and citrate methods. J. Solid State. Chem. 2004. V. 177. N 7. P. 2329-2349. DOI: 10.1016/j.jssc.2004.03.022.
Agafonov Yu.А., Nekrasov N.V., Gaidai N.A., Botavina M.A., Davydov P.E., Lapidus A.L. Physico-chemical study of catalysts of oxidative dehydrogenation of cobalt, nickel and manganese molybdenum isobutane. Kinet. Katal. 2009. V. 50. N 4. P. 599-604 (in Russian). DOI: 10.1134/S0023158409040156.
Veerasubramani G.K., Krichnamoorthy K., Radhakrishnan N.-J. Syntesis, characterization and electrochemical properties of CoMoO4 nanostructures. Int. J. Hydrogen Energy. 2014. V. 39. P. 5186-5193. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2014.01.069.
Gmelins Handbuch der anorganischen Сhemie. Mo. System-Nummer 53. Berlin. 1935. 393 р.
Greenwood N.H., Earnshaw A. Chemistry of elements. M.: BINOM. 2008. V. 2. 670 p. (in Russian)
Shurdumov G.K., Kardanova Yu.L. Chemical evolution of MeSO4-Na2CO3-Mo(W)O3 systems during their heat treatment, and development of a generalized optimized method for synthesis of molybdenum and tungstates of d-family elements (Me-d-element) on their basis. Izv. Kab.-Balk. Gos. Un-ta. 2016. V. 6. N 2. P. 63-71 (in Russian).
Haber J., Nowok J., Ziolkowski J. High temperature X-ray inveszigation of the solid state reaction in the system Co3O4 – MoO3. Bull. Acad. Pol. Sci. Ser. Sci. Chim. 1973. V. 21. N 6. P. 479-486. DOI: 10.1002/chin.197341003.
Lide D.R. CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90 Edition. 2010. 2760 p.
Rumble J. CRC Handbook of Chemistry and Physics. 100 Edition. 2019. 1532 p.
Tretyakov Y.D. Inorganic chemistry. M.: Izd. Tserntr "Academiya". 2004. V. 1. 240 р. (in Russian).
Stromberg A.G., Semchenko D.P. Physical chemistry. M.: Vyssh. Shk. 2006. 528 р. (in Russian).
Shurdumov G.K., Cherkesov Z.A., Makoeva L.I. The effect of mass transfer systems Mn(Fe Co)Mo(W)O4–Na2CO3 and the environment and the need to take it into account when identifying the molybdates and tungstates of a multivalent d-elements of mn, Fe, Co, on the basis of thermogravimetric data. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2019. V. 62. N 4. P. 111-120 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20196204.5761.
