Исследование электроноакцепторных центров поверхности каркасных фосфатов циркония типа NASICON допированных ионами кобальта, никеля и меди

摘要

Данная работа посвящена синтезу и исследованию адсорбционных свойств поверхности новых катализаторов - твердых электролитов с катионным типом проводимости по ионам натрия, образующих семейство NASICON. Сложные натрий-цирконий-фосфаты, допированные ионами 3d-металлов - кобальта (II), никеля (II) и меди (II), были синтезированы золь-гель методом. Ионы-допанты замещают ионы натрия в катионной части структуры. Проведен детальный анализ физико-химических свойств синтезированных систем с помощью методов рентгенофазового анализа, растровой электронно-ионной спектроскопии, сканирующей микроскопии, тепловой десорбции азота. Установлено, что состав и параметры структуры синтезированных фосфатов соответствуют литературным данным. Исследованы электроноакцепторные свойства поверхности натрий-цирконий-фосфатов состава Na_(1-2x)M_xZr_2(PO_4)_3 с х = 0,125 и 0,25, где М~(2+) - Со~(2+), Ni~(2+), Cu~(2+), спектрофотометрическим методом по адсорбции пиридина и спектрокинетическим методом по скорости индикаторной реакции образования красителя анилинового синего из адсорбированного пара-фенилендиамина. Идентифицированы несколько типов кислотных центров, расположенных на поверхности и в микропорах фосфата. Установлено, что природа и количество данных центров зависят от природы и количества введенного иона-допанта. Показано, что скорости образования красителя увеличиваются в ряду Ni ~ Со < Си, что качественно согласуется с ростом ионных радиусов. Показано, что введение в структуру NASICON ионов Зб-металлов позволяет регулировать кислотные свойства их поверхности и получать катализаторы с заданными свойствами.