Фазообразование в системе k2wo4-v2o5

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 541.12.0

ФАЗООБРАЗОВАНИЕ В СИСТЕМЕ K2WO4-V2O5

2010 Алихаджиева Б.С., Гаматаева Б.Ю.*, Маглаев Дж.З.**,

Гасаналиев А.М. *

Чеченский государственный университет * Дагестанский государственный педагогический университет **Грозненский государственный нефтяной институт

им. Миллионщикова

Впервые методами визуально-политермического (ВПА), дифференциального термического (ДТА) и рентгенофазового (РФА) анализов изучены процессы фазообразован ия в системе K2WO4-V2O5. Выявлены характеристики нонвариантных точек (НВТ) и построена фазовая диаграмма. Обнаружено образование в ней трех новых бинарных соединений конгруэнтного (D-t-K2WV6019, D^K6W3V8032) и инконгруэнтного (S-K6W3V2O17) характера

плавления.

For the first time by the methods of the visual poiythermic analysis (VPA), differential thermal analysis (DTA) and X-ray phase analysis (XPA) the phase-formation processes in the K2WO4-V2O5 have been studied. The authors revealed the features of nonvariant points (NVP) and constructed its phase diagramme. There they found the formation of three new binary compositions of congruent (D1-K2WV6019, D2-K6W3V8032) and incongruent (S-K6W3V2017) melting character.

Ключевые слова: оксид ванадия, вольфрамат калия, фазовая диаграмма, поливанадатовольфраматы.

Keywords: vanadium oxide, potassium tungstate, phase diagram,

polyvanadiumtugstates.

Оксидные вольфрамовые бронзы (ОБВ) представляют собой нестехиометрические соединения с общей формулой Мх\Л/04 (М -щелочной металл; 0<х<1). В зависимости от состава оксидные вольфрамовые бронзы обладают металлическими,

полупроводниковыми, электродными, электрохромными и каталитическими свойствами, а также устойчивы к воздействию кислот и щелочей [1-4].

Совокупность указанных физикохимических свойств ОБВ

свидетельствует о том, что они являются перспективными

неорганическими материалами для создания новых технологий, а проблема их получения в нужном количестве и качестве приобретает особое значение.

Наибольший интерес и возможности для синтеза порошков монощелочных оксидных вольфрамовых бронз

представляют

многокомпонентные содержанием оксидов металлов в качестве солей - источников катионов и фоновых учитывая, что их электролитическими

системы с переходных матрицы и внедряемых электролитов, получают методами.

В настоящей работе приведены результаты изучения процессов фазообразования в системе K2WO4-У2Об и подбора электролитов, перспективных для разработки материалов с регламентируемыми свойствами.

Методика эксперимента

Исследование фазового комплекса системы проверено методами ВПА, ДТА и РФА анализов. Датчиком температуры служила Р1-РШ1> термопара. Кривые ДТА записывали на установке, собранной на базе электронного автоматического

потенциометра КСП-4, с усилителем

термоЭДС дифференциальной термопары с помощью

фотоусилителя Ф-116/7. РФА исходных солей и фаз различных составов проводили на

дифрактометре ДРОН-2,0 (излучение СиаК, 1=0,154 нм, никелевый

фильтр). Идентификацию фазовых составов проводили по таблицам Гиллера. В работе использован вольфрамат калия квалификации «х.ч.», а оксид ванадия (V) - «о.с.ч.»

Результаты и их обсуждение

По результатам ВПА и ДТА в системе реализуются три эвтектики (е1-3) и одна перитектика (Р) с температурами плавления в пределах 600-8560С, а также наблюдается образование трех новых соединений состава: конгруэнтного

(D1(K2WO43V2O5), D2(3Na2WO44V2O5)) и инконгруэнтного (S-3K2WO4V2O5) характера с температурами плавления 678, 918 и 8660С соответственно (рис. 1, табл.).

У,0

2и5

МОЛ. %

кт

Рис. 1. Диаграмма состояния системы К2И/О4-У2О5

Сравнительный анализ

рентгенограмм исходных

компонентов и данных соединений (рис. 2) показывает, что полученные соединения повторяют не только

В системе реализуется также две дистектики (й^ 02), координаты

которых соответствуют вершинам бинарных соединений (табл.).

Таблица Характеристики нонвариантных точек системы К2\Ш04-У205

нвт Состав, мол.% Кристаллизующиеся фазы

К2Ш04 У2О5

Єї 600 10 90 УгОь+ЗУгОь- Ш04

0, 678 25 75 ЗУ20ь- Ш04

Є2 654 35 65 ЗУ20ь- Ш04+ 4Х/г05-3 Ш04

02 918 45 55 ЗШ04-4У205

Р 866 75 25 ЗШСМгОб + шо4

Єз 532 70 30 ЗШ04 4У205 +ЗШ04 У2О5

Следовательно, поверхность ликвидуса системы представлена полями кристаллизации пяти фаз,

интенсивные пики исходных компонентов, но и имеют свои индивидуальные пики, что и говорит об образовании новых фаз.

которые соответствуют исходным компонентам (К2\Л/04,\/205) и бинарным соединениям (йт

(К2\ЛЛ/6С>19), 02 (К6\Л/зУ80з2), Б

(К6\Л/3\/2017)), являющимся

смешанными

поливанадовольфраматами калия. Индивидуальность фаз и их образование нами подтверждено методом РФА.

Результаты исследования

фазовых равновесий и химических превращений в системе К2\Л/04-\/205 могут быть использованы при разработке новых материалов, перспективных в качестве катализаторов с большой поверхностной активностью, твердых электролитов с высокими значениями электропроводности для электрохимического выделения вольфрама, ванадия и их бронз, люминофоров [2].

Рис. 2. Штрихрентгенограммы: а) К2Ш04; б) К2ИГО4*ЗУ205; в) ЗК2\М04'У205; г) V205.

1. Озеров Р. П. Кристаллохимия кислородных соединений ванадия, молибдена и вольфрама // Успехи химии. 1955. Т. 2. Вып. 8. С. 951-984. 2. Ракша В. П. Электрохимическое получение порошков оксидных вольфрамовых бронз: Автореф. дис. ... канд. хим. наук. Свердловск: УрНЦ, 1982. 133 с. 3. Шурдумов Б. К. Физико-химические основы оптимизации синтеза порошков оксидных вольфрамовых бронз в ионных расплавах: Автореф. дис.... д-ра хим. наук. Нальчик: КБГУ, 2003. 44 с. 4. \/ос1гак1 МеЮс1у ргургауу м/оИгатоуусИ Ьгопги// СИетюке 1уэ1у. 1976. №3. Р. 225-233.

Статья поступила в редакцию 12.06.2010 г.