СВОЙСТВА ФОСФОРОМОЛИБДАТОВ КОБАЛЬТА И НИКЕЛЯ

Аннотация: Термогравиметрическим, рентгенофазовым и ИК-спектроскопическим методами исследовано взаимодействие компонентов в системах Co(PO3)2 - MoO3  и Ni(PO3)2 – MoO3.Для соединений, выделенных в изученных системах, исследованы некоторые свойства в  кристаллическом и стеклообразном состояниях.

Ключевые слова: фосфоромолибдаты кобальта (II) и никеля (II), стекломатериалы, показатель преломления, плотность, температуры стеклования, размягчения, растекания.

В области производства новых материалов и технологий значительное место отводится направленному синтезу и всестороннему изучению свойств новых соединений. Это в полной мере относится к исследованию неорганических поли – и гетерофосфатов.

Полимерные фосфаты успешно применяют в акустоэлектронике, лазерной технике, в качестве сегнетоэлектриков, а фосфатные стекла используются как оптические  среды для оптических квантовых генераторов. Установление областей стеклообразования ,получение стекол с высокими оптическими свойствами возможно с помощью  физико-химического анализа.

С этой целью исследовано взаимодействие компонентов в бинарных системах с участием полифосфатов Co(II)  ,  Ni(II)  и оксида молибдена(VI).

Фосфоромолибдаты кобальта и никеля были получены при исследовании бинарных системCo(PO3)2 - MoO3и Ni(PO3)2 –MoO3 термогравиметрическим, рентгенофазовым и ИК-спектроскопическим методами.

Дериватограммы образцов системы снимали на дериватографе системы Паулик-Эрдеи в платиновых тиглях со скоростью нагрева 10 град/мин и точностью измерения ±3оС. На рентгеновской установке ДРОН-3 в камере с медным анодом (Kα) и никелевым фильтром осуществляли съемку рентгенограмм сплавов системы со скоростью  1 град/мин. Межплоскостные расстояния (d, A0,) определяли по материалам рентгенометрической картотеки. Относительная интенсивность (J,%) линий на рентгенограммах оценивалась по стобалльной шкале. ИК-спектры записывали на спектрофотометре «Specord 75IK» в диапазоне частот колебаний 400-1600 см-

Для соединений, обнаруженных в исследованных системах, определены плотностипикнометрическим методом и показатели преломления. Данные получены для стеклообразного и кристаллического образцов.

В изученных  системах Co(PO3)2 – MoO3 и Ni(PO3)2 –MoO3 образуются соединения состава  2Co(PO3)2·4MoO3 и 2Ni(PO3)2 ·4MoO3.

По данным термогравиметрии при нагревании образцов состава соединений от комнатной до температуры плавления не происходит потери массы; при перегреве на 1000С выше температуры плавления соединения и экспозиции расплавов в течение часа образцы показали термическую стойкость и химическую стабильность.

Новые соединения устойчивы к действию окислителей, восстановителей и других агрессивных веществ из окружающей среды, не подвержены воздействию влаги.

Ренгенофазовый анализ подтверждает наличие новых фаз в исследованных системах.Co(PO3)2 – MoO3. На рентгеновских дифрактограммах соединений отчетливо проявляются серии новых рефлексов заметной интенсивности (от 50 до 100 %), а рефлексов компонентов  остается очень мало, причем интенсивность их становится очень незначительной (3-5%).

Колебательные спектры поглощения соединений отвечают всем признакам, присущим ИК-спектрам циклических метафосфатов, содержащих тетраметафосфатный анион (P4O12)4-. В спектрах новых соединений отмечена повышенная интенсивность поглощения в области, образованной перекрывающимися полосами поглощения, соответствующими колебаниям структурных элементов молибдатных и фосфатных цепей (590-1070 см-1). Так, широкая полоса 840-1010 см-1, на контуре которой фиксируются четыре максимума при  850, 900, 950 и 985 см-1, включает колебания связей  νas и  νsО-Мо-О и νas Р-О-Р.

Очень интенсивные полосы при  570,595 и 660 см-1 могут быть отнесены к колебаниям νas и νs Мо – О – Мо, а область поглощения при -450 - 569  см-1 - к деформационным колебаниям группы 𝛿РО2 и 𝛾РО2. Таким образом, ИК спектры  выделенных соединений характерны для циклических структур с анионом, аналогичным тетраметафосфатному[1,с.55-60].

В табл. 1 приведены значения некоторых физико-химических констант соединений, полученных экспериментально (показатель преломления, плотность) и расчетным путем (молярная рефракция, мольный объем).

Фосфоромолибдаты Co(II) и Ni (II) характеризуют большие значения плотности, показателя преломления, заметное двойное лучепреломление (ng - np =0,10 -0,11)Высокие значения молярной рефракции и мольного объема соединений подтверждают экспериментальные данные - фосфоромолибдатыCo(II) и Ni(II) легко переходят в стеклообразное состояние, что может иметь практическое значение при получении специальных легкоплавких стекол, керамики, композитных материалов.

Для стекломатериалов состава исследуемых соединений экспериментально определены некоторые свойства (табл.2 ).