Investigation of progress co-precipitation ferum(II) and nickel(II) of polyhydroxocomplexes

Authors

  • Лілія Анатоліївна Фролова Ukrainian State Chemical and Technological University

DOI:

https://doi.org/10.18372/2310-5461.45.14576

Keywords:

ferrite, polyhydrocosocomplex, voltammetry, potentiometric titration, coprecipitation

Abstract

Nanodispersed ferrites obtained by the hydrophase method are promising materials due to their high adsorption, catalytic, and magnetic properties. Over the years, the focus has been on the development of high temperature production technologies. According to the literature review, the most promising of the ferrite preparation methods are hydrophase technologies, which accommodates the co-precipitation of hydroxides from salt solutions and further ferritization. There is a many work considering the co-precipitation processes of layered double hydroxides (LDH) occurring in the case of the presence of two and trivalent cations. With the used of potentiometric titration, cyclic voltamperometry (CVA), the mechanism of formation of polyhydrocomplexes is established. It is showed that the process of coprecipitation occurs in several stages - the first stage is the formation of polyhydroxocomplexes. The CVA obtained at a molar ratio of n = [OH-/[M2+] = 0 indicate that the aquacomplexes of the corresponding metal ions form separate stable hydrolysis products. At a molar ratio of n = [OH-/[M2 +] = 1 in Ni2+- Fe2+ -SO42- - H2O systems, the course of the curves practically does not change for cycles 1-5, which indicates that the electrode processes velocity is much greater than the destruction rate of polynuclear hydroxocomplexes. This, in turn, is a consequence of the stability of the particles formed. The peak of the anode branch of the curve in the potential range 1.3-1.6V has a symmetric peak in the cathode region. The cathodic reduction wave with potentials 0.25-0.3V on the cathodic branch of the CVA practically does not change with increasing number of cycles. This may be due to the reduction together with Ni2 + ions of Fe2+ ions, which can also bind to stable heteronuclear complexes. The slight increase in the peaks indicates that in this case stable polynuclear particles are formed which are isomorphic to the ferrite structure.

Author Biography

Лілія Анатоліївна Фролова, Ukrainian State Chemical and Technological University

Ph.D. in Technical science. Associate Professor, Department of Inorganic Materials Technology and Ecology

References

Білокопитов Ю. В. та ін. Дослідження гетерогенно-каталітичної трансестерифікації триацетину етанолом. Наукоємні технології. 2009. no 2(2). 115-118.

Білокопитов Ю. В., Бурлаченко Є. С., Гаєвська Т. А., Програмована термодесорбція хлорбензолу на оксидному хромовому каталізаторі. Наукоємні технології. 2009. no 2(2). 119-122.

Юрченко Г. О. Кінетика процесу осадження катіонів нікелю (ІІ). Технологічний аудит та резерви виробництва. 2012. no 3 (2). 35-36.

Frolova L., Pivovarov A., Butyrina T. Synthesis of pigments in Fe2O3-Al2O3-CoO by co-precipitation method. Pigment and Resin Technology. 2017. no. 46(5). 356–361. DOI:10.1108/PRT-07-2016-0073

Evsei E. A. et al. Physicochemical parameters of joint hydrolysis of iron (III) ions with cobalt (II) and zinc (II) cations in aqueous solution. Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2003. no. 48(10). 1601-1608.

Grégoire B., Ruby C., Carteret C. Hydrolysis of mixed Ni 2+–Fe 3+ and Mg 2+–Fe 3+ solutions and mechanism of formation of layered double hydroxides, Dalton Transactions. 2013. no. 42(44). 15687-15698. DOI:10.1039/C3DT51521D

Frolova L., Pivovarov A., Butyrina T. Synthesis of pigments in Fe2O3-Al2O3-CoO by co-precipitation method, Pigment and Resin Technology. 2017. no. 46(5). 356–361. DOI:10.1108/PRT-07-2016-0073

Луцась А. В. та ін. Фізико-хімічні характеристики продуктів сумісного осадження магній, ферум та хром гідроксидів і продуктів їх термічного розкладу. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Механіко-технологічні системи та комплекси. 2015. no. 49. C. 26-32.

Мельников Б.І., Астрелін І.М, Фролова Л.А., Смотраєв Р.В., Колодяжний О.Т. Дослідження реакції утворення гідроксиду заліза (ІІ) у водяних розчинах його сульфату. Наукові вісті Національного технічного університету Украіни “КПІ”. 2003. C. 122-126.

Бутенко А. М. та ін. Вплив умов осадження на властивості одержуваного осаду ферум (+ 3) гідроксиду. Труды Одесского политехнического университета. 2009. no 2. С. 210.

Цукренко В. В. Сучасні методи синтезу нанокристалічних порошків алюмокобальтової шпінелі. Современные проблемы физического материаловедения. Серія: Физико-химические основы технологии порошковых материалов. 2014. no 23. С. 34-45.

LaGrow A. P., Besenhard M. O., Hodzic A., Sergides A., Bogart L. K., Gavriilidis A., Thanh N. T. K. Unravelling the growth mechanism of the co-precipitation of iron oxide nanoparticles with the aid of synchrotron X-Ray diffraction in solution. Nanoscale. 2019. no.11. (14). P. 6620-6628. DOI: 10.1039/C9NR00531E

Radha A. V., Kamath P. V. Aging of trivalent metal hydroxide/oxide gels in divalent metal salt solutions: Mechanism of formation of layered double hydroxides (LDHs). Bulletin of Materials Science. 2003. no. 26. (7). P. 661-666. DOI:10.1007/BF02706760

Frolova L. An investigation on the synthesis of nickel aluminate. Pigment & Resin Technology. 2019. no. 48 (6). pp. 487-492. DOI:10.1108/PRT-12-2018-0126

Published

2020-04-30

Issue

Section

Ecology, chemical technology, biotechnology, bioengineering