Журнал неорганической химии, 2022, T. 67, № 8, стр. 1080-1086

Новые координационные соединения нитрата скандия с карбамидом – предшественники для получения наноразмерного оксида скандия

И. А. Караваев a*, Е. В. Савинкина a, М. С. Григорьев b, Г. А. Бузанов c, И. В. Козерожец c

a Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова, МИРЭА – Российский технологический университет,
119571 Москва, пр-т Вернадского, 86, Россия

b Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН
119071 Москва, Ленинский пр-т, 31, корп. 4, Россия

c Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
119991 Москва, Ленинский пр-т, 31, Россия

* E-mail: mister.karavaev@inbox.ru

Поступила в редакцию 13.01.2022
После доработки 24.02.2022
Принята к публикации 28.02.2022

Аннотация

Изучено взаимодействие нитрата скандия с карбамидом (Ur) в водном растворе. Обнаружены два ранее неизвестных координационных соединения: [Sc(H2O)(Ur)2(NO3)(μ-OH)2(NO3)(Ur)2(H2O)Sc](NO3)2 и [Sc(H2O)(Ur)4(NO3)2]NO3, для которых были разработаны методики синтеза; с помощью физико-химических методов анализа (ИК-спектроскопия, РФА, РСА, элементный анализ, термогравиметрический анализ и дифференциальная сканирующая калориметрия) определены их составы и установлены особенности строения, а также изучены процессы термолиза в широком интервале температур и фазовый состав продуктов термического разложения. Показано, что выделенные комплексы могут быть использованы для синтеза наноразмерного (20–50 нм) оксида скандия – компонента современных функциональных материалов.

Ключевые слова: нитрат скандия, карбамид, SCS-метод

Список литературы

  1. Lupin M.S., Peters G.E. // Thermochim. Acta. 1984. V. 73. № 1–2. P. 79. https://doi.org/10.1016/0040-6031(84)85178-3

  2. Stojanovic B.D., Dzunuzovic A.S., Ilic N.I. // Magnetic, Ferroelectric, and Multiferroic Metal Oxides. Metal Oxides. 2018. P. 333.

  3. Zhuravlev V.D., Bamburov V.G., Beketov A.R. et al. // Ceram. Int. 2013. V. 39. № 2. P. 1379. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2012.07.078

  4. Abu-Zied B.M. // Appl. Surf. Sci. 2019. V. 471. P. 246. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.12.007

  5. Get’man E.I., Oleksii Yu.A., Radio S.V., Ardanova L.I. // Fine Chem. Technol. 2020. V. 15. № 5. P. 54. [Гетьман Е.И., Олексий Ю.А., Радио С.В., Арданова Л.И. // Тонкие химические технологии. 2020. Т. 15. № 5. С. 54.] https://doi.org/10.32362/2410-6593-2020-15-5-54-62

  6. Varma A., Mukasyan A.S., Rogachev A.S., Manukyan K.V. // Chem. Rev. 2016. V. 116. № 23. P. 14493. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.6b00279

  7. Asuha S., Zhao S., Jin X.H. et al. // Appl. Surf. Sci. 2009. V. 255. № 21. P. 8897. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2009.06.082

  8. Davydova O.V., Drobyshevskaya N.E., Poddenezhny E.N., Boiko A.A. // Fine Chem. Technol. 2017. V. 12. № 1. P. 31. [Давыдова О.В., Дробышевская Н.Е., Подденежный Е.Н., Бойко А.А. // Тонкие химические технологии. 2017. Т. 12. № 1. С. 31.] https://doi.org/10.32362/2410-6593-2017-12-1-31-38

  9. Savinkina E.V., Karavaev I.A., Grigoriev M.S. // Polyhedron. 2020. V. 192. P. 114875. https://doi.org/10.1016/j.poly.2020.114875

  10. Kutek F., Dušek B. // J. Inorg. Nucl. Chem. 1969. V. 31. № 5. P. 1544. https://doi.org/10.1016/0022-1902(69)80281-2

  11. Zholalieva Z., Sulajmankulov K., Ismailov M. // Russ. J. Inorg. Chem. 1978. V. 23. № 3. P. 477. [Жолалиева З., Сулайманкулов К., Исмаилов М. // Журн. неорган. химии. 1978. Т. 23. № 3. С. 860.]

  12. Kuskov V.I., Treushnikov E.N., Soboleva L.V. et al. // Dokl. Akad. Nauk SSSR. 1978. V. 239. № 5. P. 1097. [Кусков В.И., Треушников Е.Н., Соболева Л.В. и др. // Докл. АН СССР. 1978. Т. 239. № 5. С. 1097.]

  13. Kuskov V.I., Treushnikov E.N., Belov N.V. // Crystallogr. Rep. 1978. V. 23. № 6. P. 1196. [Кусков В.И., Треушников Е.Н., Белов Н.В. // Кристаллография. 1978. Т. 23. № 6. С. 1196.]

  14. Sheldrick G.M. SADABS. Madison, Wisconsin (USA): Bruker AXS, 2008.

  15. Sheldrick G.M. // Acta Crystallogr., Sect. A. 2008. V. 64. № 1. P. 112. https://doi.org/10.1107/S0108767307043930

  16. Sheldrick G.M. // Acta Crystallogr., Sect. C. 2015. V. 714. № 1. P. 3. https://doi.org/10.1107/S2053229614024218

  17. Solubilities Data Series. V. 13. Scandium, Yttrium, Lanthanum and Lanthanide Nitrates / Eds. Siekierski S., Salomon M., Mioduski T. London: Pergamon, 1983. 514 p.

  18. Накамото К. // ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений. М.: Мир, 1966. 536 с.

  19. Hay B.P., Hancock R.D. // Coord. Chem. Rev. 2001. V. 21. № 1. P. 61. https://doi.org/10.1016/S0010-8545(00)00366-0

  20. Hay B.P., Clement O., Sandrone G., Dixon D.A. // Inorg. Chem. 1998. V. 37. № 22. P. 5887. https://doi.org/10.1021/ic980641j

  21. Savinkina E.V., Karavaev I.A., Grigoriev M.S. et al. // Inorg. Chim. Acta. 2022. V. 532. P. 120759. https://doi.org/10.1016/j.ica.2021.120759

  22. Cotton S.A. // Comments Inorg. Chem. 2018. V. 38. № 3. P. 110. https://doi.org/10.1080/02603594.2018.1486303

  23. Smirnov P.R., Grechin O.V. // Russ. J. Phys. Chem. 2017. V. 91. № 3. P. 517. [Смирнов П.Р., Гречин О.В. // Журн. физ. химии. 2017. Т. 91. № 3. С. 474.] https://doi.org/10.1134/S0036024417030268

  24. Savinkina E.V., Golubev D.V., Grigoriev M.S. // J. Coord. Chem. 2019. V. 72. № 2. P. 347. https://doi.org/10.1080/00958972.2018.1555328

  25. Sears J.M., Boyle T.J. // Coord. Chem. Rev. 2017. V. 340. P. 154. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2016.12.005

  26. Boyle T.J., Sears J.M., Neville M.L. et al. // J. Inorg. Chem. 2015. V. 54. № 24. P. 11831. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.5b02030

  27. Harrison W.T.A. // Acta Crystallogr., Sect. C. 2008. V. 64. № 5. P. m205. https://doi.org/10.1107/S010827010800824X

  28. Zhong-Sheng J., Yong-Sheng L., Shu-Gong Z. et al. // Acta Chim. Sinica. 1987. V. 45. P. 1048.

  29. Telushchenko E.A., Kirillov A.M., Kopylovich M.N., Baev A.K. // Russ. J. Inorg. Chem. 2004. V. 49. № 2. P. 269. [Телущенко Е.А., Кириллов А.М., Копылович М.Н., Баев А.К. // Журн. неорган. химии. 2004. Т. 49. № 2. С. 309.]

  30. Pasechnik L.A., Shirokova A.G., Koryakova O.V. et al. // Russ. J. Appl. Chem. 2004. V. 77. № 7. P. 1070. [Пасечник Л.А., Широкова А.Г., Корякова О.В. и др. // Журн. прикл. химии. 2004. Т. 77. № 7. С. 1086.]

  31. Almalki S., Tekin S.B., Sedghi N. et al. // Solid State Electron. 2021. V. 184. P. 108082. https://doi.org/10.1016/j.sse.2021.108082

  32. Permin D.A., Balabanov S.S., Snetkov I.L. et al. // Opt. Mater. 2020. V. 100. P. 109701. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2020.109701

  33. Kong P., Pu Y., Ma P., Zhu J. // Vacuum. 2021. V. 191. P. 110332. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2021.110332

  34. The Chemistry of Nanomaterials / Eds. Rao C.N.R., Müller A., Cheetham A.K. Wiley-VCH, 2004.

  35. Zhuravlev V.D., Khaliullin S.M., Ermakova L.V., Bamburov V.G. // Russ. J. Inorg. Chem. 2020. V. 65. № 10. P. 1522. [Журавлев В.Д., Халиуллин С.М., Ермакова Л.В., Бамбуров В.Г. // Журн. неорган. химии. 2020. Т. 65. № 10. С. 1317.] https://doi.org/10.1134/S003602362010023X

  36. Sa-nguanprang S., Phuruangrat A., Thongtem T., Thongtem S. // Russ. J. Inorg. Chem. 2020. V. 65. P. 1102. https://doi.org/10.1134/S0036023620070189

  37. Ketsko V.A., Smirnova M.N., Kop’eva M.A. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2020. Т. 65. № 9. С. 1287. [Кецко В.А., Смирнова М.Н., Копьева М.А. и др. // Журн. неорган. химии. 2020. Т. 65. № 9. С. 1155.] https://doi.org/10.1134/S0036023620090065

  38. Kondrat’eva O.N., Nikiforova G.E., Smirnova M.N. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. № 7. P. 957. [Кондратьева О.Н., Никифорова Г.Е., Смирнова М.Н. и др. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 7. С. 851.] https://doi.org/10.1134/S0036023621070068

  39. Pechenyuk S.I., Domonov D.P., Gosteva A.N. // Russ. J. Gen. Chem. 2021. V. 91. № 9. P. 1834. https://doi.org/10.1134/S1070363221090310

Дополнительные материалы

скачать ESM.docx
Приложение 1.