Obtaining, studying the properties, and application of zirconium(IV) oxymethanesulfonate

Autor: Vereschak, Victor
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6, № 6 (96) (2018): Technology organic and inorganic substances; 14-19
Восточно-Европейский журнал передовых технологий; Том 6, № 6 (96) (2018): Технологии органических и неорганических веществ; 14-19
Східно-Європейський журнал передових технологій; Том 6, № 6 (96) (2018): Технології органічних та неорганічних речовин; 14-19
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: The author has investigated the process to obtain zirconium (IV) oxymethanesulfonate via the interaction between methane sulfonic acid (CH3SO3H) (MSA) and zirconium (IV) oxocarbonate (ZrOCO3.nH2O), and explored its basic physical-chemical and technological properties. The research was undertaken to address the lack of data on the chemistry of such a class of organic compounds as zirconium (IV), as well as to examine their possible application in modern materials science.The methods of element, X-ray phase, thermal, and infrared analyses have confirmed that the product of interaction between zirconium (IV) oxocarbonate (ZrOCO3.nH2O) and methane sulfonic acid is zirconium (IV) oxymethanesulfonate with the composition ZrO(CH3SO3)2.4H2O.It has been established that the synthesized zirconium (IV) oxymethanesulfonate is a white crystalline powder, which dissolves well in water while is weakly soluble in ethanol and isopropyl alcohol. It absorbs moisture in the open air. It thermally decomposes in the temperature range of 390‒410 оС, forming a low-temperature cubic zirconium dioxide modification that, at temperatures above 750 °C, consistently passes into the monoclinic structure of zirconium dioxide. At the zirconium (IV) oxymethanesulfonate thermolysis there form the nanodispersed powders of zirconium dioxide whose size of primary particles is 20‒50 nm, which, under the action of dispersion forces, agglomerate into aggregates of 200–400 nm. The specific surface of powders, determined based on a BET procedure, is 32 m2/g. It has been shown that the aqueous-alcohol solutions of ZrO(CH3SO3)2.4H2O actively interact with solid surfaces thereby forming hyperfine near-the-surface polymerized films, from which, when treated thermally, the surface coatings are formed from zirconium dioxide. Thus, new data have been acquired on the chemistry of complex compounds of zirconium(IV). This paper shows promising application of zirconium (IV) oxymethanesulfonate for the needs of modern materials science
Исследован процесс получения циркония(IV)оксиметансульфоната путем взаимодействия метансульфонової кислоты (CH3SO3H) (МСК) ) из цирконий (IV) оксокарбонатом (ZrOCO3.nH2O), изученные его основные физико-химические и технологические свойства. Проведение исследований было обусловлено отсутствием данных по химии этого класса органических соединений цирконий(IV) и их возможного приложения в современном материаловедении. Методами элементного, рентгенофазового, термического и ИК-спектроскопического анализов подтверждено, что продуктом взаимодействия циркония(IV) оксокарбоната (ZrOCO3.nH2O) с метансульфоновой кислотой (МСК) является циркония(IV) оксиметансульфонат состава ZrO(CH3SO3)2.4H2O. Установлено, что синтезированный оксиметансульфонат циркония(IV) представляет собой белый кристаллический порошок, хорошо растворимый в воде и слоборастворимый в этаноле и изопропиловом спиртах. На воздухе поглощает влагу. Термически разлагается в интервале температур 390–410 оС с образованием низкотемпературной кубической модификации диоксида циркония, которая при температуре выше 750 оС последовательно переходит в моноклинную структуру диоксида циркония. При термолизе оксиметансульфоната циркония(IV) формируются нанодисперсные порошки диоксида циркония с размером первичных частичек 20 -50 нм, которые под действием дисперсионных сил агломерируются в агрегаты 200–400 нм. Удельная поверхность порошков определенная по методике БЕТ составляет 32 м2/г. Показано, что водно-спиртовые растворы ZrO(CH3SO3)2.4H2O.активно взаимодействуют с твердыми поверхностями образуя тонкие полимеризованные пленки, из которых при термической обработке формируются поверхностные покрытия из диоксида циркония. Таким образом, в результате проведенных исследований получены новые данные относительно химии комплексных соединений циркония(IV). Показанная перспективность применения оксиметансульфоната циркония(IV) для потребностей современного материаловедения
Досліджено процес одержання оксометансульфоната цирконію(IV) шляхом взаємодії метансульфонової кислоти (CH3SO3H) (МСК)) з цирконій(IV) оксокарбонатом (ZrOCO3.nH2O), вивчені його основні фізико-хімічні та технологічні властивості. Проведення досліджень було обумовлено відсутністю даних по хімії цього класу органічних сполук цирконій(IV) та їх можливого застосування в сучасному матеріалознавстві.Методами елементного, рентгенофазового, термічного та ІЧ-спектроскопічного аналізів підтверджено, що продуктом взаємодії цирконію(IV) оксокарбонату (ZrOCO3.nH2O) з метансульфоновою кислотою є цирконію(IV) оксометансульфонат складу ZrO(CH3SO3)2.4H2O. Встановлено, що синтезований оксометансульфонат цирконію(IV) представляє собою білий кристалічний порошок, добре розчинний у воді і слоборозчинний в етанолі та ізопропиловому спирті. На повітрі поглинає вологу. Термічно розкладаєтся в інтервалі температур 390–410 оС з утворенням низькотемпературної кубічної модифікації діоксиду цирконію, яка при температурі вище 750 оС послідовно переходить в моноклінну структуру діоксиду цирконію. При термолізі оксометансульфонату Цирконію(IV) формуються нанодисперсні порошки діоксиду цирконію з розміром первинних часток 20–50 нм, які під дією дисперсійних сил агломеруются в агрегати 200–400 нм. Питома поверхня порошків визначена за методикою БЕТ становить 32 м2/г. Показано, що водно-спиртові розчини ZrO(CH3SO3)2.4H2O активно взаємодіють з твердими поверхнями, утворючи надтонкі приповерхневі полімерізовані плівки, з яких при термічній обробці формуються поверхневі покриття з діоксиду цирконію. Таким чином, отримані нові дані щодо хімії комплексних сполук цирконію(IV). Показана перспективність застосування оксометансульфоната цирконію(IV) для потреб сучасного матеріалознавства
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: