Журнал неорганической химии, 2022, T. 67, № 8, стр. 1116-1126

Взаимодействие карбонатов кальция и стронция с раствором KF

П. П. Федоров a*, А. А. Лугинина a, Н. Ю. Табачкова a, А. А. Александров a, Л. В. Бадьянова a, С. В. Кузнецов a

a Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН
119991 Москва, ул. Вавилова, 38, Россия

* E-mail: ppfedorov@yandex.ru

Поступила в редакцию 16.12.2021
После доработки 25.01.2022
Принята к публикации 27.01.2022

Аннотация

Исследованы реакции превращения порошкообразных MCO3 (M = Ca, Sr) в соответствующие фториды при взаимодействии с раствором фторида калия. По данным рентгенофазового анализа, растровой и просвечивающей электронной микроскопии, рентгеноспектрального микроанализа, предложенные условия позволяют синтезировать однофазные наноразмерные порошки фторидов кальция и стронция, содержащие 1.7 и 4.4 мол. % KF соответственно. Соединение KCaF3 в результате протекания этой реакции не образуется. Установлено, что KCaF3 является высокотемпературной фазой с температурой образования 626оС.

Ключевые слова: фторид кальция, фторид стронция, фторид калия, KCaF3, наночастицы

Список литературы

  1. Воронкова Е.М., Гречушников Б.Н., Диблер Г.И., Петров И.П. // Оптические материалы для инфракрасной техники. М.: Наука, 1965. 335 с.

  2. Юшкин Н.П., Волкова Н.В., Маркова Г.А. // Оптический флюорит. М.: Наука, 1983. 134 с.

  3. Зверев В.А., Кривопустова Е.В., Точилина Т.В. // Оптические материалы. Ч. 2. Учебное пособие для конструкторов оптических систем и приборов. CПб.: НИУ ИТМО, 2013. 248 с.

  4. Crystals with the fluorite structure: electronic, vibrational, and defect properties / Ed. Hayes W., Oxford: Clarendon Press, 1974. 448 p.

  5. Kuznetsov S.V., Fedorov P.P. // Inorg. Mater. 2008. V. 44. № 13. P. 1434. (Suppl.). https://doi.org/10.1134/S0020168508130037

  6. Sobolev B.P. // The Rare Earth Trifluorides. P. 2. Introduction to Materials Science of Multiconoinent Metal Fluoride Crystals. Barcelona, 2001. 459 p.

  7. Fedorov P.P., Kuznetsov S.V., Osiko V.V. //Elaboration of Nanofluorides and Ceramics for Optical and Laser Applications . Amsterdam: Elsevier, 2016. P. 7. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-801639-8.00002-7

  8. Moncorge R., Camy P., Doualan J.L. et al. // J. Lumin. 2013. V. 133. P. 276. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2011.09.038

  9. Kaminskii A.A. // Laser Crystals. Their Physics and Properties. Berlin: Springer, 1990. https://doi.org/10.1007/978-3-540-70749-3

  10. Feldmann C., Roming M., Trampert K. // Small. 2006. V. 2. P. 1248. https://doi.org/10.1002/smll.200600140

  11. Wang G., Peng Q., Li Y. // J. Am. Chem. Soc. 2009. V. 131. P. 14200. https://doi.org/10.1021/ja906732y

  12. Zhang C., Li C., Peng C. et al. // Chem. Eur. J. 2010. V. 16. № 19. P. 5672. https://doi.org/10.1002/chem.200903137

  13. Basiev T.T., Doroshenko M.E., Konyushkin V.A., Osiko V.V. // Opt. Lett. 2010. V. 35. № 23. P. 4009. https://doi.org/10.1364/OL.35.004009

  14. Sarthou J., Duquesne J.-Y., Becerra L. et al. // J. Appl. Phys. 2017. V. 121. P. 245108. https://doi.org/10.1063/1.4990282

  15. Liu Z., Jia M., Yi G. et al. // J. Alloys Compd. 2015. V. 646. P. 760. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.05.272

  16. Li W., Huang H., Mei B. et al. // Ceram. Int. 2020. V. 46. № 11. P. 19530. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.05.003

  17. Wan Z., Li W., Mei B. et al. // J. Lumin. 2020. V. 223. P. 117188. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2020.117188

  18. Yang Yu, Li W., Mei B. et al. // J. Lumin. 2019. V. 213. P. 504. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2019.05.010

  19. Zhou Z., Li W., Song J. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2019. V. 39. P. 2446. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2019.02.033

  20. Fedorov P.P., Luginina A.A., Kuznetsov S.V., Osiko V.V. // J. Fluor. Chem. 2011. V. 132. № 12. P. 1012. https://doi.org/10.1016/j.jfluchem.2011.06.025

  21. Lyberis A., Patriarche G., Gredin P. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2011. V. 31. № 9. P. 1619. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2011.02.03

  22. Mayakova M.N., Luginina A.A., Kuznetsov S.V. et al. // Mendeleev Commun. 2014. V. 24. P. 360. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2014.11.017

  23. Kuznetsov S.V., Nizamutdinov A.S., Mayakova M.N. et al. // J. Fluor. Chem. 2019. V. 222–223. P. 46. https://doi.org/10.1016/j.jfluchem.2019.04.010

  24. Sarthou J., Aballea P., Patriarche G. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2016. V. 99. № 6. P. 1992. https://doi.org/10.1111/jace.14216

  25. Malviya D., Pawade V.B., Bhanvase B.A. // Luminescence. 2019. V. 34. № 4. P. 426. https://doi.org/10.1002/bio.3630

  26. Li W., Huang H., Mei B., Song J. // Ceram. Int. 2017. V. 43. P. 10403. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.05.075

  27. Fedorov P.P., Luginina A.A., Ermakova J.A. et al. // J. Fluor. Chem. 2017. V. 194. P. 8. https://doi.org/10.1016/j.jfluchem.2016.12.003

  28. Лугинина А.А., Федоров П.П., Кузнецов С.В. и др. // Неорган. материалы. 2012. Т. 48, № 5. С. 617. [Luginina A.A., Fedorov P.P., Kuznetsov S.V. et al. // Inorg. Mater. 2012. V. 48. № 5. P. 530.] https://doi.org/10.1134/S002016851205010X

  29. Singh S.G., Sen S., Patra G.D., Gadkari S.C. // J. Lumin. 2015. V. 166. P. 222. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2015.05.014

  30. Rozhnova Yu.A., Kuznetsov S.V., Luginina A.A. et al. // Mater. Chem. Phys. 2016. V. 172. P. 150. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2016.01.055

  31. Лугинина А.А., Ольховая Л.А., Икрами Д.Д. и др. // Журн. неорган. химии. 1981. Т. 26. С. 332.

  32. Волынец Ф.К., Черневская Э.Г., Иванова И.А. и др. // Журн. прикл. химии. 1979. Т. 52. № 2. С. 458.

  33. Fedorov P.P., Alexandrov A.A. // J. Fluor. Chem. 2019. V. 227. P. 109374. https://doi.org/10.1016/j.jfluchem.2019.109374

  34. Пройдакова В.Ю., Александров А.А., Воронов В.В., Федоров П.П. // Журн. неорган. химии. 2020. Т. 65. № 6. С. 764. [Proydakova V.Yu., Alexandrov A.A., Voronov V.V., Fedorov P.P. // Russ. J. Inorg. Chem. 2020. V. 65. № 6. P. 834.] https://doi.org/10.1134/S0036023620060169

  35. Pandurangappa C., Lakshminarappa B.N., Nagabhushana B.M. // J. Alloys Compd. 2010. V. 489. № 3. P. 592. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2009.09.118

  36. Hou S., Zou Y., Yu X. et al. // CrystEngComm. 2011. V. 13. P. 835. https://doi.org/10.1039/C0CE00396D

  37. Rehmer A., Scheurell K., Kemnitz E. // J. Mater. Chem. C. 2015. V. 3. P. 1716. https://doi.org/10.1039/C4TC02510E

  38. Scheurell K., Kemnitz E. // Inorganics. 2018. V. 6. P. 128. https://doi.org/10.3390/inorganics6040128

  39. Müller A., Krahl T., Radnik J. et al. // Surf. Interface Anal. 2021. V. 53. P. 494. https://doi.org/10.1002/sia.6937

  40. Du Y.-P., Sun X., Zhang Y.-W. et al. // Cryst. Growth Des. 2009. V. 9. № 4. P. 2013. https://doi.org/10.1021/cg801371r

  41. Labeguerie J., Gredin P., Mortier M.A. et al. // Z. Anorg. Allg. Chem. 2006. V. 632. P. 1538. https://doi.org/10.1002/zaac.200600074

  42. Safronikhin A., Ehrlich H., Lisichkin G. // J. Alloys Compd. 2017. V. 694. P. 1182. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.10.128

  43. Back M., Marin R., Franceschin M. et al. // J. Mater. Chem. C. 2016. V. 4. № 9. P. 1906. https://doi.org/10.1039/C5TC03355A

  44. Абиев Р.Ш., Здравков А.В., Кудряшова С.Ю. и др. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 7. С. 929. [Abiev R.Sh., Zdravkov A.V., Kudryashova Yu.S. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. 7. P. 1047. https://doi.org/10.1134/S0036023621070020]

  45. Рысс И.Г. // Химия фтора и его неорганических соединений. М.: Госхимиздат, 1956. 720 с.

  46. Икрами Д.Д., Парамзин А.С. // Изв. АН Тадж. ССР, отд. физ.-мат. и геол.-хим. наук. 1970. № 2. С. 66.

  47. Икрами Д.Д., Парамзин А.С. // Журн. неорган. химии. 1971. Т. 16. № 11. С. 3121.

  48. Икрами Д.Д., Парамзин А.С., Пирматова А.Н. и др. // Журн. неорган. химии. 1971. Т. 16. № 10. С. 2775.

  49. Опаловский А.А., Федотова Т.Д. // Гидрофториды. Новосибирск: Наука, 1973. 147 с.

  50. Лурье Ю.Ю. // Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1989. 448 с.

  51. Новый справочник химика и технолога. Химическое равновесие. Свойства растворов / Под ред. Симановой С.А. СПб.: НПО “Профессионал”, 2004. 998 с.

  52. Крешков А.П. // Основы аналитической химии. Теоретические основы. Количественный анализ. М.: Химия, 1970. 456 с.

  53. Гаррелс Р.М., Крайст Ч.Л. Растворы, минералы, равновесия / Пер. с англ. под ред. Рябчикова И.Д., Щербины В.В. М.: Мир, 1968. 371 с.

  54. Fedorov P.P., Luginina A.A., Alexandrov A.A. et al. // J. Fluor. Chem. 2021. V. 251. P. 109898. https://doi.org/10.1016/j.jfluchem.2021.109898

  55. Shannon R., Rossi R. // Nature. 1964. V. 202. P. 1000. https://doi.org/10.1038/2021000a0

  56. Гликин А.Э. Полиминерально-метасоматический кристаллогенез. СПб.: Нева, 2004. 231 с.

  57. Федоров П.П., Осико В.В. // Докл. РАН. 2019. Т. 488. № 3. С. 253. [Fedorov P.P., Osiko V.V. // Dokl. Phys. 2019. V. 64. P. 353.] https://doi.org/10.1134/S1028335819090076

  58. Thoma R.E. // Advances in molten salt chemistry. N.Y.–London: Plenum Press, 1975. V. 3. P. 275.

  59. Ludekens W.L.W., Welch A.J.E. // Acta Crystallogr. 1952. V. 5. P. 841. https://doi.org/10.1107/S0365110X52002240

  60. Bulou A., Nouet J., Hewat A.W., Schafer F.J. // Ferroelectrics. 1980. V. 25. P. 375.

  61. Ratuszna A., Rousseau M., Daniel P. // Powder Diffr. 1997. V. 12. № 2. P. 70. https://doi.org/10.1017/S0885715600009453

  62. Knight K.S., Darlington C.N.W., Wood I.G. // Powder Diffr. 2005. V. 20. № 1. P. 7. https://doi.org/10.1154/1.1835959

  63. Knight K.S. // Can. Mineral. 2011. V. 49. P. 793. https://doi.org/10.3749/canmin.49.3.793

  64. Jakymiw C., Vočadlo L., Dobson D.P. et al. // Phys. Chem. Minerals. 2018. V. 45. P. 311. https://doi.org/10.1007/s00269-017-0920-3

  65. Ali A., Rahman A.U., Rahman G. // Phys. B. 2019. V. 565. P. 18. https://doi.org/10.1016/j.physb.2019.04.019

  66. Кузнецов С.В., Александров А.А., Федоров П.П. // Неорган. материалы. 2021. Т. 57. № 6. С. 583. [Kuznetsov S.V., Alexandrov A.A., Fedorov P.P. // Inorg. Mater. 2021. V. 57. P. 555. https://doi.org/10.1134/S0020168521060078].

  67. Li W., Liu Z., Zhou Z. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2016. V. 36. № 14. P. 3481.

  68. Liu X., Mei B., Li W. et al. // Ceram. Int. 2016. V. 42. № 11. P. 13285.

  69. Liu L., Song J., Li W. et al. // Mater. Chem. Phys. 2018. V. 204. P. 345.

  70. Liu Z., Jia M., Liu X. et al. // Mater. Lett. 2018. V. 227. P. 223.

  71. Xie X., Mei B., Song J. et al. // Opt. Mater. 2018. V. 76. P. 111.

  72. Li W., Huang H., Mei B., Song J. // Opt. Mater. 2018. V. 75. P. 7.

  73. Yi G., Li W., Song J. et al. // Mater. Res. Bull. 2018. V. 102. P. 304.

  74. Aballea P., Suganuma A., Druon F. et al. // Optica. 2015. V. 2. № 4. P. 288. https://doi.org/10.1364/OPTICA.2.000288

  75. Sun Z., Mei B., Li W. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2016. V. 99. № 12. P. 4039.

  76. Бучинская И.И., Федоров П.П. // Успехи химии. 2004. Т. 73. № 4. С. 404. [Buchinskaya I.I., Fedorov P.P. // Russ. Chem. Rev. 2004. V. 73. P. 371. https://doi.org/10.1070/RC2004v073n04ABEH000811]

  77. Федоров П.П. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 10. С. 1371. [Fedorov P.P. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. P. 1455.] https://doi.org/10.1134/S0036023621100041

  78. Федоров П.П., Маякова М.Н., Кузнецов С.В. и др. // Журн. неорган. химии. 2016. Т. 61. № 11. С. 1529. [Fedorov P.P., Maykova M.N., Kuznetsov S.V. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2016. V. 61. № 11. P. 1472.] https://doi.org/10.1134/S003602361611005X

  79. Fedorov P.P., Mayakova M.N., Maslov V.A. et al. // Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2017. V. 8. № 6. P. 830. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2017-8-6-830

  80. Fedorov P.P. // Russ. J. Inorg. Chem. 2000. V. 45. Suppl. 3. P. S268.

  81. Shannon R.D. // Acta Crystallogr., Sect. A. 1976. V. 32. № 5. P. 751.

Дополнительные материалы отсутствуют.