Вплив умов синтезу на термоелектричні властивості Tl₄TiS₄
Запропоновано новий спосіб отримання синтезу Tl₄TiS₄, вивчено вплив технологічних умов синтезу на термоелектричні властивості Tl₄TiS₄. Встановлено, що оптимізація умов синтезу звужує інтервал максимальних додатних значень коефіцієнту термо-ЕРС на 60 градусів та зменшує температуру зміни знаку коефіц...
Збережено в:
| Дата: | 2007 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
2007
|
| Назва видання: | Украинский химический журнал |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/185760 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Вплив умов синтезу на термоелектричні властивості Tl₄TiS₄ / Д.В. Севрюков, М.Ю. Сабов, Є.Ю. Переш, І.В. Галаговець, І.Є. Барчій, В.В. Беца // Украинский химический журнал. — 2007. — Т. 73, № 8. — С. 84-88. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-185760 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1857602022-10-10T01:24:32Z Вплив умов синтезу на термоелектричні властивості Tl₄TiS₄ Севрюков, Д.В. Сабов, М.Ю. Переш, Є.Ю. Галаговець, І.В. Барчій, І.Є. Беца, В.В. Неорганическая и физическая химия Запропоновано новий спосіб отримання синтезу Tl₄TiS₄, вивчено вплив технологічних умов синтезу на термоелектричні властивості Tl₄TiS₄. Встановлено, що оптимізація умов синтезу звужує інтервал максимальних додатних значень коефіцієнту термо-ЕРС на 60 градусів та зменшує температуру зміни знаку коефіцієнту термо-ЕРС. Негативний ефект зменшення робочого інтервалу температур компенсується вищими значеннями коефіцієнту термо-ЕРС у діапазоні температур 400—470 К. Предложен новый способ синтеза Tl₄TiS₄, изучено влияние технологических условий синтеза на термоэлектрические свойства Tl₄TiS₄. Установлено, что оптимизация условий синтеза сужает температурный интервал максимальных позитивных значений коэффициента термо-ЭДС на 60 градусов, уменьшает температуру изменения знака термо-ЭДС. Негативный эффект уменьшения рабочего интервала температур компенсируется более высокими значениями коэффициента термо-ЭДС в диапазоне температур 400—470 К. It is offered a new way of synthesis of Tl₄TiS₄ and influence of technological conditions of synthesis on thermoelectric properties is studied. It is established, that optimisation of conditions of synthesis narrows a temperature interval of the maximal positive values of factor thermo-EMF on 60 degrees, reduces temperature of change of a sign on factor thermo-EMF. The negative effect of reduction of a working interval of temperatures is compensated by great values of factor thermo-EMF in a range of temperatures 400—470 K. 2007 Article Вплив умов синтезу на термоелектричні властивості Tl₄TiS₄ / Д.В. Севрюков, М.Ю. Сабов, Є.Ю. Переш, І.В. Галаговець, І.Є. Барчій, В.В. Беца // Украинский химический журнал. — 2007. — Т. 73, № 8. — С. 84-88. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. 0041–6045 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/185760 546.548.55 uk Украинский химический журнал Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Неорганическая и физическая химия Неорганическая и физическая химия |
| spellingShingle |
Неорганическая и физическая химия Неорганическая и физическая химия Севрюков, Д.В. Сабов, М.Ю. Переш, Є.Ю. Галаговець, І.В. Барчій, І.Є. Беца, В.В. Вплив умов синтезу на термоелектричні властивості Tl₄TiS₄ Украинский химический журнал |
| description |
Запропоновано новий спосіб отримання синтезу Tl₄TiS₄, вивчено вплив технологічних умов синтезу на термоелектричні властивості Tl₄TiS₄. Встановлено, що оптимізація умов синтезу звужує інтервал максимальних додатних значень коефіцієнту термо-ЕРС на 60 градусів та зменшує температуру зміни знаку коефіцієнту термо-ЕРС. Негативний ефект зменшення робочого інтервалу температур компенсується вищими значеннями коефіцієнту термо-ЕРС у діапазоні температур 400—470 К. |
| format |
Article |
| author |
Севрюков, Д.В. Сабов, М.Ю. Переш, Є.Ю. Галаговець, І.В. Барчій, І.Є. Беца, В.В. |
| author_facet |
Севрюков, Д.В. Сабов, М.Ю. Переш, Є.Ю. Галаговець, І.В. Барчій, І.Є. Беца, В.В. |
| author_sort |
Севрюков, Д.В. |
| title |
Вплив умов синтезу на термоелектричні властивості Tl₄TiS₄ |
| title_short |
Вплив умов синтезу на термоелектричні властивості Tl₄TiS₄ |
| title_full |
Вплив умов синтезу на термоелектричні властивості Tl₄TiS₄ |
| title_fullStr |
Вплив умов синтезу на термоелектричні властивості Tl₄TiS₄ |
| title_full_unstemmed |
Вплив умов синтезу на термоелектричні властивості Tl₄TiS₄ |
| title_sort |
вплив умов синтезу на термоелектричні властивості tl₄tis₄ |
| publisher |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| publishDate |
2007 |
| topic_facet |
Неорганическая и физическая химия |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/185760 |
| citation_txt |
Вплив умов синтезу на термоелектричні властивості Tl₄TiS₄ / Д.В. Севрюков, М.Ю. Сабов, Є.Ю. Переш, І.В. Галаговець, І.Є. Барчій, В.В. Беца // Украинский химический журнал. — 2007. — Т. 73, № 8. — С. 84-88. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| series |
Украинский химический журнал |
| work_keys_str_mv |
AT sevrûkovdv vplivumovsintezunatermoelektričnívlastivostítl4tis4 AT sabovmû vplivumovsintezunatermoelektričnívlastivostítl4tis4 AT perešêû vplivumovsintezunatermoelektričnívlastivostítl4tis4 AT galagovecʹív vplivumovsintezunatermoelektričnívlastivostítl4tis4 AT barčíjíê vplivumovsintezunatermoelektričnívlastivostítl4tis4 AT becavv vplivumovsintezunatermoelektričnívlastivostítl4tis4 |
| first_indexed |
2025-07-16T06:38:22Z |
| last_indexed |
2025-07-16T06:38:22Z |
| _version_ |
1837784528254402560 |
| fulltext |
-1995. -246, № 3–4. -P. 271—276.
6. Бобылев И.Б., Зюзева Н .Л. Дерягина Л.Н. и др. //
Неорган. материалы. -2000. -36, № 11. -С. 1362—1368.
7. Antson O.K., Karlemo T .T., Karppinen M .J., Ullakko
K.M . // Physica C. -1991. -173. -P. 65—74.
8. Черняев С.В., Кудра М .М ., Можаев А .П. // Журн.
неорган. химии. -1993. -38, № 4. -С. 571—576.
9. Неділько С., Войтенко Т . // Вісн. Львів. ун-ту.
Сер. Хім. -2004. -Вип. 45. -С. 67—73.
10. Шварценбах . Г., Флашка Г. Комплексонометричес-
кое титрование. -М .: Химия, 1970.
11. Захарчук Н .Ф., Федина Т .П., Борисова Н .С. //
Cверхпроводимость: физика, химия, техника. -
1991. -4, № 7. -С. 1391—1399.
Киевский национальный университет им. Тараса Шевченко Поступила 23.06.2006
УДК 546.548.55
Д.В. Севрюков, М.Ю. Сабов, Є.Ю. Переш, І.В. Галаговець, І.Є. Барчій, В.В. Беца
ВПЛИВ УМОВ СИНТЕЗУ НА ТЕРМОЕЛЕКТРИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ Tl4TiS4
Запропоновано новий спосіб отримання синтезу Tl4TiS4, вивчено вплив технологічних умов синтезу на термо-
електричні властивості Tl4TiS4. Встановлено, що оптимізація умов синтезу звужує інтервал максимальних
додатних значень коефіцієнту термо-ЕРС на 60 градусів та зменшує температуру зміни знаку коефіцієн-
ту термо-ЕРС. Негативний ефект зменшення робочого інтервалу температур компенсується вищими значен-
нями коефіцієнту термо-ЕРС у діапазоні температур 400—470 К.
Попередні дослідження термоелектричних
властивостей монокристалічних взірців Tl4TiS4
показали їх конкурентоспроможність за термо-
електричними параметрами з матеріалами, що
вже використовуються на практиці [1]. Запропо-
нований авторами [1] метод вирощування моно-
кристалів Tl4TiS4 (спрямована кристалізація за
Бріджменом) та його технологічні умови (швид-
кість переміщення фронту кристалізації, темпе-
ратурний градієнт у точці кристалізації, форма
ростової ампули) є близькими до оптимальних.
Однак тривалість синтезу (більше 30 діб) вихідної
шихти із бінарного Tl2S та елементарних Ti і S
ставить під сумнів економічну доцільність прак-
тичного використання Tl4TiS4 у робочих елемен-
тах термоелектричних пристроїв.
Метою даного дослідження було не тільки оп-
тимізувати умови синтезу Tl4TiS4, але і вивчити
їх вплив на термоелектричні властивості Tl4TiS4.
Пов’язано це з тим, що фізичні властивості твер-
дих речовин атомарної будови суттєво залежать
від умов синтезу.
Удосконалити умови синтезу можна було змі-
ною як зовнішніх умов (у нашому випадку це, в
першу чергу, температура), так і внутрішніх — фі-
зико-хімічної природи реакційної суміші шляхом
використання інших вихідних компонентів. З ог-
ляду на те, що завдання полягало в оптимізації
режиму синтезу при одночасному збереженні ви-
соких термоелектричних характеристик Tl4TiS4,
було вирішено здійснити це при мінімальних змі-
нах умов, щоб не викликати погіршення термо-
електричних властивостей.
У зв’язку з цим для вдосконалення темпера-
турних режимів синтезу Tl4TiS4 було проведено
термографічне дослідження процесу взаємодії сте-
хіометричних кількостей Tl2S, елементарних тита-
ну та сірки.
Сульфід талiю (I) синтезували у відкачаних квар-
цевих ампулах шляхом сплавлення талію марки
Tl-000 та сірки ос.ч. 16-3 у полум’ї газового па-
льника з наступною гомогенiзацiєю продукту про-
тягом трьох дiб в електричнiй печi опору при тем-
пературі, що перевищувала плавлення Tl2S на 50
—70 К. Ідентифікацію синтезованого Tl2S здійсню-
вали методом диференційного термічного (ДТА)
та рентгенівського фазового (РФА) аналізів. Тер-
мограма одержаної сполуки характеризується од-
ним ендотермічним ефектом при 724 К. За дани-
ми РФА побудовано штрих-діаграму сполуки Tl2S,
яка добре узгоджується з дифрактограмою, роз-
рахованою теоретично на основі літературних да-
них. Результати ДТА і РФА однозначно підтвер-
джують утворення сполуки Tl2S.
Для вивчення процесу взаємодії вихідних
компонентів при синтезі Tl4TiS4 дрібнодисперсну
і ретельно перемішану суміш Tl2S, S i Ti (йодид-
ний, 99.999 % мас. Ti), взяту у стехіометричному
© Д.В. Севрюков, М .Ю. Сабов, Є.Ю. Переш, І.В. Галаговець, І.Є. Барчій, В.В. Беца , 2007
84 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2007. Т. 73, № 8
співвідношенні загальною наважкою 1 г, помі-
щали у кварцевий контейнер спеціальної форми,
який вакуумували до 0.13 Па і запаювали.
ДТА проводили за стандартною методикою
[2]. Використовували хромель-алюмелеву термо-
пару, реєструючим пристроєм слугував двокоор-
динатний самописець-потенціостат ПДА-0001.
Ефекти реєстрували за методом Ле-Шательє–Са-
ладена в координатах ∆Т=f(Т ). Як еталон у про-
цесі термографування використовували прожаре-
ний оксид алюмінію Al2O3. Швидкість нагріву
становила 4 К/хв.
На термограмі процесу взаємодії реакційної
суміші 2Tl2S + Ti + 2S (рис. 1) спостерігали 8 ен-
дотермічних і 3 екзотермічних ефекти.
Аналіз термограми показує, що перший ендо-
термічний ефект відповідає поліморфному пере-
творенню ромбічної сірки у моноклінну:
2Tl2S(S) + 2α–S(S) + Ti → 2Tl2S(S) +
+ (2–х )–S(S) + хβ–S(S) + Ti (371 К ),
де α–S — ромбічна модифікація сірки; β–S —
моноклінна модифікація сірки; (S), (l) — індек-
си, що показують агрегатний стан, твердий і
рідкий відповідно; х — стехіометричний коефіці-
єнт, 0 < x < 2.
Наявність ефектів плавлення обох модифіка-
цій сірки засвідчує, що поліморфне перетворення
(за умов проведення експерименту) реалізується
не для всієї сірки:
2Tl2S(S) + (2–х )α–S(S) + хβ–S(S) +Ti → 2Tl2S(S) +
+ (2–х)S(l) + хβ–S(S) +Ti (387 К, ендотермічний);
2Tl2S(S) + (2–х )S(l) + хβ–S(S) + Ti → 2Tl2S(S) +
+ 2S(l) + Ti (392 К , ендотермічний).
Далі відбувається процес взаємодії сірки і Tl2S
з утворенням полісульфідної фази Tl2S5 (найбільш
збагачений сіркою сульфід талію):
2Tl2S(S) + 2S(l) + Ti → 3/2Tl2S(S) + 1/2Tl2S5(S) +
+ Ti (399 К , екзотермічний).
Наступні три ендотермічні ефекти відповіда-
ють температурам перитектичного розкладу різ-
них сульфідних фаз талію, що добре узгоджує-
ться з фазовою діаграмою стану системи
Tl—S (рис. 2):
3/2Tl2S(S) + 1/2Tl2S5(S) + Ti →
→ 3/2Tl2S(S) + Ti + TlS(S) + l1
(403 К , ендотермічний);
3/2Tl2S(S) + Ti + TlS(S) + l1 →
→ 3/2Tl2S(S) + Ti + 1/4Tl4S3(S) + l2
(498 К , ендотермічний);
3/2Tl2S(S) + Ti + 1/4Tl4S3(S) + l2 →
→ 3/2Tl2S(S) + Ti + 1/4Tl4S3(S) +
+ 1/2Tl2S(S) + l3 (567 К, ендотермічний),
де l1—l3 – розплави невизначеного складу.Рис. 1. Термограма процесу взаємодії суміші 2Tl2S + Ti + 2S.
Рис. 2. Діаграма стану системи Tl—S [3].
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2007. Т . 73, № 8 85
Ще до плавлення сульфіду талію (І) спосте-
рігається значний екзотермічний ефект при 673 К.
Скоріше за все, при цій температурі починається
взаємодія компонентів суміші із залученням ти-
тану, а оскільки Tl2S знаходиться ще у твердому
стані, то, мабуть, титан реагує із перитектичним
розплавом невизначеного складу. Зауважимо, що
стехіометричні коефіцієнти у вищенаведених рів-
няннях деякою мірою умовні, оскільки рівноваж-
ний стан при термографуванні навряд чи досяга-
ється і ступінь перитектичних перетворень не
обов’язково є стовідсотковим. При 748 К спосте-
рігається ще один екзотермічний ефект. Імовір-
но, що до хімічної взаємодії долучається вже роз-
плавлений при цій температурі Tl2S. Щодо ен-
дотермічних ефектів при 890 і 910 К, то вони мо-
жуть відповідати як фазовому перетворенню, так
і плавленню евтектичних сумішей продуктів вза-
ємодії. При подальшому нагріванні до 1273 К
термічні ефекти не спостерігаються, що, мабуть,
є свідченням відсутності непрореагованого тита-
ну (температура фазового переходу 1156 К).
РФА синтезованого взірця показав, що нами
отримано суміш, у якій присутні як Tl4TiS4, так
і TlS (рис. 3), що підтверджується наявністю від-
повідних термічних ефектів (перитектичного утво-
рення або розкладу TlS і плавлення Tl4TiS4) на
термограмі охолодження (рис. 1) та повторних тер-
мограмах нагрів—охолодження. Встановлення
інших продуктів взаємодії ускладнюється тим, що
згідно з літературними даними існує значна
кількість як сульфідів титану [4], так і тернарних
талійвмісних сполук [5—7], що могли утворитися
у процесі взаємодії. Тому за даними РФА не вдалося
їх ідентифікувати.
Одержаний продукт додатково відпалювали
протягом 240 год при 533 К , але РФА показав,
що суттєвих змін у фазовому складі не спосте-
рігається. Була спроба збільшити вихід Tl4TiS4
шляхом тривалої (до 72 год) гомогенізації при
температурі 1173 К, але це не вплинуло на загаль-
не проходження процесу. Більш тривала витрим-
Рис.3. Штрих-діаграма взірця, одержаного при термографічному вивченні взаємодії суміші 2Tl2S+Ti+2S (а)
та порошкограми Tl4TiS4 (б) i TlS (в), розраховані за літературними даними.
86 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2007. Т. 73, № 8
ка за даної температури не бажана внаслідок мо-
жливого ізоморфного заміщення титану і силі-
цію, що може привести до розгерметизації квар-
цевої ампули [8].
Таким чином, нами встановлено складний про-
цес утворення сполуки Tl4TiS4 із стехіометричних
кількостей Tl2S, Ti і S, який кінетично уповіль-
нений, що викликано гетерогенністю даного про-
цесу, і його швидкість, імовірно, визначається як
дифузійними процесами, так і фізико-хімічною при-
родою проміжних сполук, що утворюються на
різних стадіях синтезу. Тому для повноти проход-
ження синтезу необхідно проводити тривалий
гомогенізуючий відпал, бо оптимізація умов син-
тезу неможлива лише шляхом зміни термічних
умов. Внаслідок цього виникла потреба пошуку
принципово нового способу одержання однорід-
них взірців сполуки Tl4TiS4.
З огляду на сказане, нами був розроблений но-
вий спосіб одержання сполуки Tl4TiS4, який ба-
зується на синтезі останнього з елементарної сір-
ки, металічних талію та титану у вакуумованих
до тиску 0.13 Па і запаяних кварцевих ампулах.
Елементарні компоненти були тієї ж самої кла-
сифікації, як і при попередніх дослідженнях. Ре-
жим синтезу включав ступінчастий нагрів до
1073 К, витримку при цій же температурі протя-
гом 24 год і подальший відпал при 650 К протя-
гом 168 год [9].
Одержаний продукт досліджували методами
ДТА і РФА. Термограма цього продукту характе-
ризувалась лише одним ендотермічним ефектом
при 783 К, який відповідає плавленню Tl4TiS4 і
добре узгоджується з літературними даними [5].
Штрих-діаграма одержаного продукту, побудо-
вана на основі РФА, виявилася ідентичною до ди-
фрактограми Tl4TiS4, яка була розрахована на ос-
нові літературних даних.
Для встановлення впливу умов синтезу на
термоелектричні властивості Tl4TiS4 були виро-
щені монокристали (за аналогічними до наведе-
них в роботі [1] умовами: метод спрямованої кри-
сталізації за Бріджменом у двохзонній печі опо-
ру, конусоподібні ампули без перетяжок, швид-
кість переміщення фронту кристалізації — 1 мм/
добу, температурний градієнт у точці криста-
лізації — 1–2 К/мм). Методом Хармана [10] до-
сліджено термоелектричні властивості монокрис-
талів (рис. 4).
Співставлення температурних залежностей ко-
ефіцієнту термо-ЕРС засвідчує, що оптимізація умов
синтезу вихідної шихти Tl4TiS4 звужує темпера-
турний інтервал максимальних додатних значень
коефіцієнту термо-ЕРС на 60 градусів. Спостері-
гається також зменшення температури зміни зна-
ку коефіцієнту термо-ЕРС. Однак негативний
ефект зменшення робочого інтервалу температур
компенсується вищими значеннями коефіцієнту
термо-ЕРС у діапазоні температур 400—470 К.
Таким чином, за результатами проведених до-
сліджень запропоновано спосіб синтезу однорід-
ної вихідної шихти Tl4TiS4 без погіршення тер-
моелектричних параметрів вирощених із неї моно-
кристалічних взірців. Запропонований спосіб
синтезу Tl4TiS4 робить цей матеріал конкурентно-
спроможним як за високими термоелектричними
показниками, так і з технологічної точки зору.
РЕЗЮМЕ. Предложен новый способ синтеза Tl4TiS4,
изучено влияние технологических условий синтеза на
термоэлектрические свойства Tl4TiS4. Установлено, что
оптимизация условий синтеза сужает температурный
интервал максимальных позитивных значений коэффи-
циента термо-ЭДС на 60 градусов, уменьшает темпера-
туру изменения знака термо-ЭДС. Негативный эффект
уменьшения рабочего интервала температур компенси-
руется более высокими значениями коэффициента тер-
мо-ЭДС в диапазоне температур 400—470 К.
SUMMARY. It is offered a new way of synthesis
of Tl4TiS4 and influence of technological conditions of
synthesis on thermoelectric properties is studied. It is es-
tablished, that optimisation of conditions of synthesis nar-
Рис. 4. Температурна залежність коефіцієнту
термо-ЕРС Tl4TiS4.
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2007. Т . 73, № 8 87
rows a temperature interval of the maximal positive values
of factor thermo-EMF on 60 degrees, reduces temperature
of change of a sign on factor thermo-EMF. The negative
effect of reduction of a working interval of temperatures
is compensated by great values of factor thermo-EMF in
a range of temperatures 400—470 K.
1. Сабов М .Ю., Беца В.В., Севрюков Д.В. та ін. //
Наук. вісн. УжНУ. Сер. Хім. -2003. -Вип. 9. -С.
74—76.
2. Берг Л.Г. Введение в термографию. -М.: Наука, 1969.
3. Kabre S ., Guitlard M ., Fhahaut S . // C.R. Acad. Sci.
Paris. -1974. -C278, № 16. -P. 1043—1046.
4. Сабов М .Ю., Переш Є.Ю., Севрюков Д.В. // Наук.
вісн. УжНУ. Сер. Хім. -2002. -Вип. 7. -С. 19—21.
5. Klepp K.O., Eulenberger G. // Z. Naturforsch. -1984. -39b.
-S. 705—712.
6. Klepp K.O. // Zeitschrift fuer Naturforschung, Teil B.
Anorganische Chem. -1985. -40. -S. 229—234.
7. Quint R., Boller H. // Materials Res. Bull. -1987.
-22. -P. 1499—1504.
8. Горощенко Я.Г. Химия титана. -Киев: Наук. думка, 1970.
9. Декларац. пат. України № 70185-A 7С01G23/00,
С01G15/00. -Опубл. 15.09.2004; Бюл. № 9.
10. Harman T.C., Cahn I.H., Logan M.I. // J. Appl. Phys.
-1959. -30, № 9. -P. 1351—1359.
Ужгородський національний університет Надійшла 19.09.2006
УДК 546.185:542.91.712’47
Н.М. Антрапцева, Н.В. Ткачова, С.Г. Неділько, В.В. Бойко, О.В. Гоменюк
ВЗАЄМОДІЯ В СИСТЕМІ MnSO4—ZnSO4—K4P2O7—H2O
Взаємодією в системі ZnSO4—MnSO4—K4P2O7—H2O вперше одержано неперервний твердий розчин гідрато-
ваних дифосфатів складу Mn2–xZnxP2O7⋅5H2O, область гомогенності якого змінюється в межах 0<x<2.00.
Для синтезованих дифосфатів визначено кристалографічні, ІЧ-спектроскопічні та спектрально-люмінесцент-
ні характеристики. Встановлено кореляції між їх змінами та складом твердого розчину. Розкрито особливості
основних фрагментів кристалічної структури, що обумовлюють їх фізико-хімічні властивості.
Дифосфати мангану і цинку широко викори-
стовують як основу для створення різноманітних
неорганічних матеріалів — люмінофорів, каталі-
заторів, інгібіторів корозії, мастильних матеріалів
тощо [1, 2]. Застосування з цією метою твердих
розчинів дифосфатів мангану і цинку, які у сво-
єму складі містять обидва ці катіони, дозволить
створювати матеріали з прогнозованим комплек-
сом покращених фізико-хімічних та експлуатацій-
них характеристик.
Для практичної реалізації синтезу твердого
розчину гідратованих дифосфатів мангану і цин-
ку заданого складу необхідне знання кореляцій
між умовами його одержання, складом і власти-
востями. Індивідуальні гідратовані дифосфати ман-
гану (ІІ) і цинку одержані як один з продуктів
взаємодії в системах MnCl2—K4P2O7—H2O [3] і
ZnSO4—K4P2O7—H2O [4, 5]. Будь-які дані про
тверді розчини гідратованих дифосфатів мангану
(ІІ) і цинку в літературі відсутні.
Мета даної роботи — встановити склад та
хімічну природу продуктів взаємодії в системі
MnSO4—ZnSO4—K4P2O7—H2O.
В якості вихідних реагентів використовували
водні розчини сульфатів ZnSO4⋅7H2O і MnSO4⋅
5H2O та дифосфату К4P2O7 марки ч.д.а. Взає-
модію в системі MnSO4—ZnSO4—K4P2O7—H2O
вивчали з використанням методу залишкових кон-
центрацій [6]. Співвідношення осаджувача та йо-
нів Mn2+ і Zn2+ (n = Р/МІІ) на відміну від класич-
ного застосування даного методу фіксували, змі-
нювали лише співвідношення між катіонами, що
осаджуються, зберігаючи постійною їх сумарну
концентрацію.
З урахуванням даних, одержаних під час кон-
кретизації умов взаємодії у системах MnSO4—
K4P2O7—H2O і ZnSO4—K4P2O7—H2O [7], пара-
метрами, що забезпечують спільне осадження ка-
тіонів Mn2+ і Zn2+ в системі MnSO4—ZnSO4—
K4P2O7—H2O визначено такі: співвідношення у
складі вихідних розчинів (n = P2O7
4–/ΣMn2+, Zn2+
=0.2; К = Mn2+/Zn2+ в межах 0.05 ≤ К ≤ 19.00), по-
чаткова концентрація вихідних розчинів — 0.1
моль/л, тривалість контакту твердої фази з маточ-
ним розчином — за досягнення рівноваги, темпе-
ратурний інтервал взаємодії — 293–298 К .
© Н .М . Антрапцева, Н .В. Ткачова, С.Г. Неділько, В.В. Бойко, О.В. Гоменюк , 2007
88 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2007. Т. 73, № 8
|