Введение 3
Глава 1.Литературный обзор 3
1.1.Общая характеристика золей и гелей 3
1.2.Золь-гель переход (гелеобразование) 4
1.3.Пленкообразующие растворы 5
1.4.Гидролиз солей металлов 7
1.5.Гидратированый оксид олова (ГОО) (IV) 8
1.6.Состояние ионов висмута в растворах 11
1.7.Оксиды висмута (Ш) 14
1.8.Гидратированный оксид висмута (ГОВ) (Ш) 17
1.9. Смешанный оксид Bi2Sn2O7 17
Глава 2.Методика эксперимента 19
2.1.Синтез совместно осажденных и индивидуальных ГДО и ГОВ 19
2.2. Рентгенографическое исследование 21
2.3.Капельное титрование 21
2.4.Дифференциальный термический анализ 21
Глава3.Результаты эксперимента и их обсуждение 22
3.1. Получение и изучение совместно осажденных систем (СОС) на основе ГДО и ГОВ, а также индивидуальных гидратированых оксидов 22
3.2. Результаты рентгенографического анализа 45
3.3. Результаты капельного титрования 45
3.4.Результаты дифференциального термического анализа 46
Глава 4.Выводы 48
Заключение 49
Список использованной литературы 50
Приложение 54
Целью данной работы является разработка методики синтеза индивидуальных гидратированых оксидов олова (IV) и висмута (Ш), а также системы Bi2O3-SnO2, полученных совместным осаждением гидроксидов, изучение свойств методами РФА, ДТА и капельного титрования, установление структурно-фазовых превращений в этих системах и выявление факторов, влияющих на процессы, происходящие при термообработке гидроксидов.
В данной работе проведен обзор литературы и приведены основные сведения, касающиеся методов получения, структуры и свойств смешанной оксидной системы Bi2O3-SnO2.
Поскольку в литературе отсутствуют сведения по получению стабильных осадков совместной системы Bi2O3-SnO2, то методы синтеза устойчивых в течение долгого времени осадков индивидуальных и СОС были разработаны самостоятельно.
Для выяснения области рН осаждения Bi(Ш) и Sn(IV) из растворов было проведено кислотно-основное титрование. Результаты титрования показали, что ожидать совместного осаждения Bi(Ш) и Sn(IV) можно в интервале рН от 1,05 до 9,86.
При синтезе СОС на основе Bi2O3-SnO2 в качестве исходных солей были выбраны пятиводный хлорид олова(IV) и цитрат либо нитрат висмута (Ш). Концентрация растворов солей была равна 0,01 либо 1м. В качестве осадителя выступал 2%-ый водный раствор аммиака.
Для получения СОС предварительно проводили гомогенизацию исходных растворов солей. После осаждения гидроксидов проводили их отмывку дистиллированной водой для удаления анионов исходных солей.
Для исследования процесса фазообразования в индивидуальных и совместных системах были проведены дифференциально-термический и рентгенофазовый анализы.
По данным ДТА всех образцов можно сделать вывод, что они характеризуются большим содержанием воды и аммиака, а также нитрата аммония в случае ГОВ (Ш) и СОС. Наличие последнего обусловлено растворением солей висмута в присутствии больших количеств азотной кислоты.
1.Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. М.: Химия, 1989. 464с.
2.Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф. Коллоидная химия. М.: Химия, 1995. 336c.
3.Воюцкий С.C. Курс коллоидной химии. М.: Химия,1976. 512c.
4.Туревская Е.П., Яновская М.И., Турова Н.Я. Использование алкоголятов металлов для получения оксидных материалов// Неорг.материалы. 2000. Т.36. №3. С.330-341
5.Химическая энциклопедия. М. Большая Российская Энциклопедия,1992. Т.3, 640c.
6.Реми Г. Курс неорганической химии. М.: Мир, 1972. Т.1. 680с.
7. Белеванцев В.И., Пещевицкий Б.Н. Исследование сложных равновесий в растворе. Новосибирск: Наука, 1978
8.Шарыгин Л.М., Гончар В.Ф., Вовк С.М., Барыбин В.И., Синельников Л.П. Изменение структуры коллоидных частиц гидратированной двуокиси олова при электролизе раствора SnCl4// Коллоидный журнал.1983. Т.XLV. Вып.1. C.127-131
9.Юхин Ю.М., Михайлов Ю.И. Химия висмутовых соединений и материалов. Новосибирск: Издательство сибирского отделения российской академии наук, 2001. 360c.
12.Юхин Ю.М., Апарнев А.И., Малиновская Т.Д., Афонина Л.И. Осаждение соединений висмута и олова из растворов// Журнал прикладной химии. 1999. T.72. Вып.1. C.21-26
13. Актарская А.Б., Клян В.И. Пленкообразование в трехкомпонентной системе Bi2O3─TiO2─Fe2O3 // Стекло и керамика. 1999. №12, C.5-8
14. Суйковская Н.В. Химические методы получения тонких прозрачных пленок. Л.: Химия. 1971. 198 с.
15. Новиков А.И. Роль гидролиза в сорбции микрокомпонентов оксидами и гидроксидами в водных растворах // Проблемы современной химии координационных соединений.1989. Вып.9. C.65-70
16.Бурков К.А., Лилич Л.С. Полимеризация гидроксокомплексов в водных растворах // Проблемы современной химии координационных соединений. 1968. Вып.2. C.134-158
17.Давыдов Ю.П., Ефременков В.М., Скрипцова А.В. О взаимном влиянии металл-ионов на процесс гидролитической полимеризации // Доклады АН БССР. 1981. Т. 25. №8. C.728-731
18.Жариков Е.В., Ковтуненко П.В., Беляков А.В., Горащенко Н.Г., Царева С.Ю. Проблемы синтеза перспективных материалов на основе Bi2O3. Нестехиометрия и полиморфные переходы // Перспективные материалы. 2002. №5. C.5-12
19. Юхин Ю.М., Лимасова Т.И., Подкопаев О.И., Данилова Л.Е. О взаимодействии основного нитрата висмута с растворами аммиака // Сиб. хим. журн. 1992. Вып.2. C.71 – 76.
20. Орлик Д.Р., Ивановская М.И., Коль К.-Д. Свойства полупроводниковых сенсоров на основе пленок диоксида олова, приготовленных золь-гель методом // Журнал аналитической химии. 1995. T.50. №11. C. 1173-1177
21. Levin E. M.., Roth R.S. Polymorfism of bismuth sesquioxide. I. Pure Bi2O3 // J. res. Nat. Bur. Snand.1964. Vol. 68A. №2. P.189-195.
22.Каргин Ю.Ф., Неляпина Н.И., Скориков В.М. Система Bi2O3-SnO2 // Физико-химические исследования равновесий в растворах. Ярославль: 1986. C. 81-83.
23. Shannon R.D., Beirlein I.D., Gillson I.L. Polymorphism in Bi2Sn2O7 // J. Phys. Chem. Solids. 1980. V. 41. P. 117-127.
24. Плетнев Р.Н., Иванин А.А., Клещев Д.Г. Гидратированные оксиды элементов IV –V групп. М.: Наука.1986.160с.
25.Фабричный П.Б., Бабщкин А. М., Портяной В.А., Несмеянов А.Н. К вопросу о строении оловянных кислот // Ж. структ. химии.1970. Т.11.№4. C. 772-773.
26. Миланов М., Реш Ф., Халкин А., Хеннигер Ю., Чан Ким Хунг. Электромиграция ионов радионуклидов без носителей в электролитах. Гидролиз Bi(III) в водных растворах// Радиохимия. 1987. №1. C. 21-28
27. Романов А.Н., Шашкин Д.П., Хаула Е.В. Получение и свойства оксидов висмута BiO2 и β-Bi2O3// Журнал неорганической химии. 2000. Т. 45. №4. C. 570-574
28. Асрян Н.А., Кольцова Т. Н., Алиханян А.С., Нипан Г.Д. Термодинамика и фозовая диаграмма системы Bi2O3-SnO2 // Неорг. матер. 2002. Т.38. № 11. C. 1351-1358.
29. Vetter G., Queyroux F., Gilles I. Preparation, Stabilite et Etude Cristallographique Preliminare du Compose Bi2Sn2O7 // Matter. Res. Bull. 1978. V.13. P.211-216.
30.Диаграммы состояния систем тугоплавких оксидов. Справочник. Вып.5. Двойные системы. Ч.2. Под ред. Алахова Ф.Я. Л.: Наука. 1986. C. 298-299.
31.Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. М.: Химия, 1981. 623с.
33.Maddabela A., Mashio R. Electrical conductivity of tin oxide film prepared by the gos-sol method // J. of materials Science. 1986. V.5. №10. P. 1070-1072.
34. Максимов А.И., Мошников В.А., Кощеев С.В., Селезнев Б.И., Сенькин А.Е. Исследование структуры поверхности газочувствительных слоев SnO2, полученных методом золь-гель технологии // Вестн. Новгор. гос. ун-та. 2003. №23. C. 10-13.
35. Roth R.S. Pyrochlore- type compounds containing double oxides of trivalent and quadrivalent ions // I. Research Nat. Bur. Stand. 1956. V. 56. P. 17-25.