Effects of substitution of Mg for Zn IN the composition of layered double aluminum hydroxides on their physico-chemical properties

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Samples of Mg–Zn–Al layered double hydroxide (LDH) have been synthesized by solid-phase interaction of Mg, Zn, and Al crystalline hydrates with (NH4)2CO3, and then studied by chemical, X-ray phase analysis, as well as by Brunauer–Emmett–Teller (BET) and Barrett–Joyner–Halenda (BJH) methods. The paper presents results of studies of structural and surface properties (specific surface area and volume of pores, distribution of pores by their diameter). It was found that an increase in the degree of substitution of Mg by Zn leads to an increase in the specific surface area and the specific volume of samples. At the same time, the distribution of mesopores has a polymodal character with a predominance of pores having dpor = 3–4 and 25–50 nm. It was found that the substitution of Mg for Zn in the composition of layered double hydroxides leads not only to an increase in the specific capacity of the monomolecular layer of LDH, but also to a stronger interaction of adsorbate (nitrogen) with their surface. 

Авторлар туралы

D. Mayorov

Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials – Subdivision of the Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences (ICT KSC RAS)

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: d.maiorov@ksc.ru
Cand Sc. (Eng) 26a Akademgorodok, 184209 Murmansk region, Apatity, Russian Federation

E. Kopkova

Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials – Subdivision of the Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences (ICT KSC RAS)

Email: d.maiorov@ksc.ru
Cand Sc. (Eng) 26a Akademgorodok, 184209 Murmansk region, Apatity, Russian Federation

Әдебиет тізімі

  1. Trifiro, F., Vaccari, A., Hydrotalcite-like anionic clays (layered double hydroxides). In comprehensive supramolecular chemistry, Oxford: Pergamon, 1996, V. 7, pp. 251-291.
  2. Cavani, F., Trifiro, F., Vassari, A., Hydrotalcite-type anionic clays: preparation, properties and applications, Catalysis Today, 1991, V. 11, No 2, pp. 173-301.
  3. Layered double hydroxides: present and future, Rives, V. (Ed.), New York: Nova Publishers, 2001. 4. Foran o, C., Hibino, T., Leroux, F., Taviot-Gueho, C., Layered double hydroxides: Handbook of Clay Science, 2006, V. 1, Ch. 13.1, pp. 1021-1095.
  4. Rylt s ova , I.G., Nestroi naya, O.V., Lebedeva, O.E., et al., Sintez i izuchenie novykh sloistykh gidroksidov magniya-kobalta-zheleza so strukturoj gidrotalkita [Synthesis and study of new layered magnesium-cobalt-iron hydroxides with a hydrotalcite structure], Zhurnal neorganicheskoi khimii, 2014, V. 59, No 12, pp. 1652-1659.
  5. Belov. V.V., Markov, V.I., Sova, S.B., et al., Mg-Al sloistye dvoinye gidroksidy: poluchenie, stroenie i katalitichesky potentsial v kondensatsii tsiklogeksanona i s acetonitrilom [Mg-Al layered double hydroxides: preparation, structure and catalytic potential in the condensation of cyclohexanone and with acetonitrile], Zhurnal prikladnoi khimii, 2014, V. 87, Is. 8, pp. 1028-1035.
  6. Belskaya , O.B., Leonti eva , L.N., Gulyaeva , T.I., et al., Issledovanie struktury Mg-Al i Ni- Al oksidnykh nositelei katalizatorov pererabotki uglevodorodov, poluchennykh iz sloistykh dvoinykh gidroksidov [Investigation of the structure of Mg-Al and Ni-Al oxide carriers of catalysts for processing hydrocarbons obtained from layered double hydroxides], Kinetika i kataliz, 2016, V. 57, No 4, pp. 544-565.
  7. Stepanova , L.N., Belskaya , O.B., Leonti eva , N.N., Vliyanie sootnosheniya Al/Mg v sostave sloistykh dvoinykh gidroksidov na sorbtsiyu khloridnykh kompleksov Pt (IV) [Effect of the Al/Mg ratio in the composition of layered double hydroxides on the sorption of Pt(IV) chloride complexes], Zhurnal Sibirskogo Federalnogo universiteta: Ser. Khimiya, 2012, V. 5, No 4, pp. 361-375.
  8. Sumari, S.M., Hamzah , Z., Kantasamy, N., Adsorption of Anionic Dyes from Aqueous Solutions by Calcined and Uncalcined Mg/Al Layered Double Hydroxide, Malaysian Journal of Analytical Sciences, 2016, V. 20, No 4, pp. 777-783.
  9. Solin, S.A., Hines, D.R., Seidler, G.T, Treacy, M.M.J., Novel structural properties of Ni1−x Alx layer double hydroxides, Journal of Physics and Chemistry of Solids, V. 57, Is. 6-8, June-August pp. 1043-1048. https://doi.org/10.1016/0022-3697(95)00393-2
  10. Leontieva, N.N., Cherepanova, S.V., Drozdov, V.A., Thermal decomposition of layered double hydroxides Mg-Al, Ni-Al, Mg-Ga: Structural features of hydroxide, dehydrated, and oxide phases, Journal of Structural Chemistry, 2014, V. 55, pp. 1326-1341. https://doi.org/10.1134/S0022476614070142
  11. Goswamee, R.L., Sengupta , P., Bhattacharyya , K.G., Dutta, D.K., Adsorption of Cr (VI) in layered double hydroxides, Appl. Clay Sci., 1998, No 13, pp. 21-34.
  12. Das, N.N., Konar, J., Mohanta , M.K., Srivastava , S.C., Adsorption of Cr(VI) and Se(IV) from their aqueous solutions onto Zr4+-substituted ZnAl/MgAl-layered double hydroxides: effect of Zr4+ substitution in the layer, J. Colloid Interface Sci., 2004, No 270, pp. 1-8.
  13. Carriazo, D., del Arco, M., Martin , C., Rive, V., A comparative study between chloride and calcined carbonate hydrotalcites as adsorbents for Cr(VI), Appl. Clay Sci., 2007, No 37, pp. 231-239.
  14. Patent 2678007 RU: Sposob polucheniya sloistogo gidroksida magniya i alyuminiya [Method for obtaining layered magnesium and aluminum hydroxide], Matveev, V.A., M ayorov, D.V., 2019, Bul. No 3.
  15. Matveev, V.A., Kopkova, E.K., Ma yorov, D.V., M ik h a ilova, O.B., Novy podkhod k sintezu Mg-Al sloistykh gidroksidov [A new approach to the synthesis of Mg-Al layered hydroxides], Khimicheskaya tekhnologiya, 2020, No 2, pp. 57-63. https://doi.org/10.31044/1684-5811-2020-21-2-57-63.
  16. Dudek , B., Ku śtrowski, P., Bia łas, A., Natkań ski, P., Piwowarska , Z., Chmielarz, L., Kozak , M., Michalik , M., Influence of textural and structural properties of Mg-Al and Mg-Zn-Al containing hydrotalcite derived oxides on Cr(VI) adsorption capacity, Materials Chemistry and Physics, 2012, No 132, pp. 929-936.
  17. Zaguzin , A.S., Romanenko, A.V., Buk htiyarova, M.V., Sintez oksidov alyuminiya s kontroliruemymi teksturnymi i prochnostnymi kharakteristikami [Synthesis of aluminum oxides with controlled texture and strength characteristics], Zhurnal prikladnoi khimii, 2020, V. 93, No 8, pp. 1079-1090.
  18. Patterson , A., The Scherrer Formula for X-Ray Particle Size Determination, Phys. Rev., 1939, V. 56, No 10, pp. 978-982. https://doi.org/10.1103/PhysRev.56.978.
  19. Kopkova , E.K., Kondratenko, T.V., M a yorov, D.V., Sintez i sorbtsionnye svoistva sloistykh dvoinykh gidroksidov magniya i alyuminiya po otnosheniyu k tsianidnym kompleksnym ionam Fe (II, III) [Synthesis and sorption properties of layered double hydroxides of magnesium and aluminum with respect to cyanide complex ions Fe (II, III)], Khimicheskaya tekhnologiya, 2020, V. 21, No 9, pp. 386-394.
  20. Gmurman , V.E., Teoriya veroyatnostei i matematicheskaya statistika [Probability theory and mathematical statistics]: tutorial, Moscow: Vysshaya shkola, 2004.
  21. Greg, S., Sing, K., Adsorbtsiya, udelnaya poverkhnost, poristost [Adsorption, specific surface area, porosity], Moscow: Mir, 1984.
  22. Thommes, M., Kaneko, K., Neimark , A.V., Olivier, J. P., Rodriguez-Reinoso, F., Rouquerol, J., Sing, K.S.W., Physisorption of gases, with special reference to the evaluation of surface area and pore size distribution (IUPAC Technical Report), Pure Appl. Chem., 2015, V. 87, No 9-10, pp. 1051- 1069. https://doi.org/10.1515/pac-2014-1117.
  23. Yakovleva , N.V., Issledovanie kharakteristik poristosti obyemno-poristykh nanokatalizatorov na osnove oksida alyuminiya i intermetallidov sistemy nikel-alyuminy [Investigation of porosity characteristics of bulk-porous nanocatalysts based on aluminum oxide and intermetallides of the nickel-aluminum system], Voprosy Materialovedeniya, 2013, No 1 (73), pp. 95-101.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».