Синтез та фізико-хімічні властивості тетраванадату амoнію для отримання VO2

Автори: 
Kateryna Luskan, Al’ona Gyrenko, Tetyana Bubel, Oleg Mysov

Kateryna Luskan-1, Al’ona Gyrenko-1, Tetyana Bubel-1, Oleg Mysov-1

  1. Ukrainian State University of Chemical Technology, 8 Gagarina St., 49005 Dnipro, Ukraine katerynalu16 @gmail.com

Для створення технологічного процесу одержання діоксиду ванадію внаслідок термічного розкладання розроблено спосіб синтезу солі високодисперсного ванадію(IV) як прекурсору. Спосіб включає в собі взаємодію п'ятиоксиду ванадію з щавлевою кислотою в розчині, який дає проміжний розчин оксованадію, подальше осадження продукту (амонію тетраванадату) при додаванні гідроксиду амонію до оксованадію, промивання та висушування продукту. З використанням фотометрії і потенціометричного титрування проміжний продукт був ідентифікований як H2[VO(C2O4)2], а кінцевий продукт як (NH4)2V4O9. Знайдено кінетичні константи та енергію активації лімітуючої реакції (Ea = 73.0 кДж/моль), а також стандартну теплоту утворення продукту (ΔН0f = –3494.5 кДж/моль), його розчинність і щільність. Показано, що після високотемпературного оброблення речовина перетворюється в діоксид ванадію високої якості з типовим переходом напівпровідник-метал.

[1] Morin F.: Phys. Rev. Lett, 1959, 3, 34. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.3.34
[2] Li W., Zhu J., Liang J. et al.: J. Phys. Chem. C, 2011, 115, 23558. https://doi.org/10.1021/jp207196g
[3] Chen S., Ma H., Yi X., Wang H. et al.: Infrared Phys. Technol., 2004, 45, 239. https://doi.org/10.1016/j.infrared.2003.11.005 
[4] Zhang Z., Gao Y., Luo H. et al.: Energy Environ. Sci., 2011, 4, 4290. https://doi.org/10.1039/C1EE90040D 
[5] Soltani M., Chaker M., Haddad E. et al.: Vac. Sci. Technol., 2004, 22, 859. https://doi.org/10.1116/1.1722506.
[6] Ivon A., Kolbunov V., Chernenko I.: Non-Cryst. Solids, 2005, 351, 3649. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2005.08.035
[7] Liu J., Li Q., Wang T. et al.: Angew. Chem., 2004, 116, 5158. https://doi.org/10.1002/ange.200460104
[8] Willinger M., Neri G., Rauwel E. et al.: Nano Lett., 2008, 8, 420. https://doi.org/10.1021/nl0722929
[9] Vinichenko D., Zlomanov V., Vasilev V. et al.: Neorg. Mater., 2011, 47, 330. 
[10] Lergan P., Gavarri G., Valmalet G. et al.: Pat. RF 2162057, Publ. Jan. 20, 2001.
[11] Сhernenko I., Oliynek O., Musov O.: Pat. UA 49664, Publ. May 11, 2010.
[12] Ivon A., Bybel T.: Zavodskaya Laboratoriya. Diagnostika Materialov, 2005, 71, 31.
[13] Sathyanarayana D., Patel C.: Inorg. Nucl. Chem., 1965, 27, 297. https://doi.org/10.1016/0022-1902(65)80342-6
[14] Selbin J., Morpurgo L.: Inorg. Nucl. Chem., 1965, 27, 673. https://doi.org/10.1016/0022-1902(65)80272-X
[15] Schramm W.: Zeitschrift Für Anorganische und Allgemeine Chemie, 1927, 161, 231. https://doi.org/10.1002/zaac.19271610123
[16] Trujillo R., Torres F.: Real Sociedad Española de Física y Química, 1956, 52, 157.
[17] By J., Brоwnlee J.: The Radiochemistry of Vanadium. Univ. of Michigan, Ann Arbor, Michigan 1961.
[18] Shveykin G.: Khimiia Piativalentnogo Vanadiia v Vodnykh Rastvorakh. Trudy Inst. Khimii, Sverdlovsk 1971.
[19] Triki S., Berezovsky F., Pala J., Garland M.: Inorg. Chimia Acta, 2000, 308, 31. https://doi.org/10.1016/S0020-1693(00)00192-4
[20] Crow J.: Chem. Soc.,1876, 30, 453. https://doi.org/10.1039/JS8763000453 
[21] Remi G.: Kurs Neorganiheskoy Khimii. Mir, Moskva 1966.
[22] Myzgin V., Xamzina L., Zolotavin V., Bezrykov N.: Analitiheskay Khimia Vanadia. Nauka, Moskva 1981.
[23] Liu H., Lu L.: Pat. CN 1013957, Publ. Dec. 9, 2009.
[24] Xuemei Y., Jianguo D., Zhongping L. et al.: Pat. CN 104310477, Publ. Jan. 28, 2015. 
[25] Dong B., Shen N., Cao C. et al.: Сryst. Eng. Comm., 2016, 18, 558. https://doi.org/10.1039/C5CE02004B 
[26] Lyskan K., Mysov O., Girenko A.: Pat. UA 104512, Publ. Feb. 10, 2016.
[27] Dean J.: Lange’s Handbook of Chemistry. New York, New York 1979.
[28] Lide D.: CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC Press, Boca Raton 2003.
[29] Chernenko I., Ivon O., Kolbynov V., Oliynek O.: Pat. UA 100940, Publ. Jan. 11, 2013.