Введение
1. Литературный обзор 12
1.1. Структура и свойства перовскитоподобных оксидов 12
1.1.1. Перовскитоподобные соединения 12
1.1.2. Слоистые перовскитоподобные оксиды 13
1.1.3. Реакционная способность и топохимические превращения слоистых перовскитоподобных оксидов 17
1.1.3.1 Реакции ионного обмена 18
1.1.3.2 Протонирование слоистых перовскитоподобных оксидов 20
1.1.3.3 Кислотное выщелачивание 22
1.1.3.4 Ионный обмен со сложными структурными единицами 23
1.1.3.5 Реакции интеркаляции слоистых оксидов 26
1.1.3.6 Реакции восстановительной интеркаляции 27
1.1.3.7 Реакции топохимической конденсации 28
1.2. Методы синтеза перовскитоподобных соединений 30
1.2.1. Твердофазный керамический синтез 30
1.2.2. Золь-гель метод 31
1.2.3. Гидротермальный метод синтеза 33
1.2.4. Метод соосаждения солей 34
1.3. Описание исследуемых соединений 35
1.3.1. Структура и свойства перовскитоподобных оксидов ALnTi04 и A2Ln2Ti3Oio 35
1.3.2. Структура и свойства соединений HLnTiO4 и H2Ln2Ti3Oio 37
1.3.3. Катион-дефицитные перовскиты Ln2/3ТЮ3 41
2. Экспериментальная часть з
2.1. Синтез слоистых оксидов ALnTiO4 и A2Ln2Ti3O10 (А = Na, K; Ln = La, Nd) 44
2.1.1. Твердофазный синтез NaLnTiO4 (Ln = La, Nd) 44
2.1.2. Твердофазный синтез K2Ln2Ti3O10 (Ln = La, Nd) 46
2.2. Низкотемпературные топохимические реакции
сложных перовскитоподобных оксидов 47
2.2.1. Получение протонированных форм слоистых оксидов методом ионного обмена 47
2.2.1.1 Синтез HLnTiO4 (Ln = La, Nd) 47
2.2.1.2 Синтез H2Ln2Ti3O10 (Ln = La, Nd) 48
2.2.2. Кислотное выщелачивание HLnTO4 (Ln = La, Nd) 48
2.2.3. Взаимодействие щелочных и протонированных форм ALnTiO4 и A2Ln2Ti3O10 (Ln = La, Nd; A = H, K, Na) с VOSO43,2H2O 49
2.2.4. Дегидратация HLnTiO4 (Ln = La, Nd) 50
2.3. Физико-химические методы определения характеристик полученных образцов 51
2.3.1. Исследование структуры образцов 51
2.3.1.1 Рентгенофазовый анализ 51
2.3.2. Термический анализ 53
2.3.2.1 Термогравиметрический анализ образцов 54
2.3.2.2 Синхронный термический анализ исследуемых образцов 54
2.3.2.3 ДСК анализ образцов 55
2.3.2.4 Методика расчета степени замещения, количества интеркалированной воды и состава протонированных соединений из данных ТГА 55
2.3.3. Сканирующая электронная микроскопия 57
2.3.4. ИК-спектроскопия образцов 58
2.3.5. Исследование фотокаталитической активности. Фотоиндуцированное выделение водорода 59
3. Обсуждение результатов 62
3.1. Получение протонированного слоистого оксида HLnTi04 (Ln = La, Nd) 62
3.1.1. Анализ фазового состава 62
3.1.2. Результаты исследования морфологии поверхности 63
3.2. Получение протонированного слоистого оксида Н2Ілі2ТізОю (Ln = La, Nd) 63
3.2.1. Анализ фазового состава 63
3.2.2. Анализ термической устойчивости 67
3.2.3. Результаты исследования морфологии поверхности 69
3.3. Кислотное выщелачивание HLnTiO4 (Ln = La, Nd) 70
3.3.1. Анализ фазового состава 71
3.3.2. Результаты исследования морфологии поверхности 73
3.4. Взаимодействие перовскитоподобных титанатов ALnTi04 и A2Ln2Ti3Oio (Ln = La, Nd; A = H, Na, К)
с водным раствором сульфата ванадила 74
3.4.1. Взаимодействие NaLnTi04 и K2Ln2Ti3Oio с VOSO4 74
3.4.1.1 Анализ фазового состава 74
3.4.1.2 Результаты исследования морфологии поверхности 78
3.4.2. Взаимодействие HLnTi04 и H2Ln2Ti3Oio с VOSO4 79
3.4.2.1 Анализ фазового состава 79
3.4.2.2 Результаты исследования морфологии поверхности 83
3.4.2.3 Анализ термической устойчивости 85
3.4.3. Взаимодействие протонированного оксида HNdTi04
с водой и раствором серной кислоты 87
3.4.3.1 Результаты исследования морфологии поверхности 88
3.4.4. Взаимодействие протонированного оксида HLаTiO4 и VOSO4 в различных соотношениях 89
3.4.4.1 Анализ фазового состава 89
3.4.4.2 Результаты исследования морфологии поверхности 91
3.4.4.3 Анализ термической устойчивости 92
3.4.5. Общие выводы о взаимодействии слоистых
перовскитоподобных титанатов с VOSO4 93
3.5. Термическая устойчивость HLnTiO4 (Ln = La, Nd) 94
3.5.1. Температуры и теплоты фазовых превращений 94
3.5.2. Анализ фазового состава в ходе термолиза 98
3.5.3. Исследование структурных переходов ИК-спектроскопией 101
3.5.4. Фазовые превращения протонированных соединений 103
3.5.5. Результаты исследования морфологии поверхности 105
3.5.6. Фотокаталитическая активность образцов 106
Заключение 108
Выводы 110
Список литературы 112
