Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))

следствие начала перестройки структуры исходного порошка. С повышением температуры процесса структура полученных продуктов соответствует решетке оксинитрида P-TaON (рис.1, кривые 2-4). Чтобы перевести аморфную фазу в кристаллическое состояние, продукт, полученный аммонолизом при 600°С, подвергли термообработке в вакууме при температуре 800°С в течение часа. Рентгенограммы образцов до и после термообработки представлены на рис.2. После термообработки порошок представлял собой P-TaON с небольшим содержанием Та 2 О5, который образуется, скорее всего, за счет насыщения тантала кислородом аморфного оксида, присутствующего на поверхности порошка. Параметры моноклинной решетки оксинитрида, полученного при разных условиях аммонолиза, приведены в табл.3. Некоторый разброс значений может быть следствием погрешности измерений и различной степенью отклонения конкретного образца от стехиометрического состава. Рис.1. Рентгенограммы продуктов аммонолиза порошка Рис.2. Рентгенограмма продукта аммонолиза тантала с удельной поверхностью 56 м2^г'1. Условия процесса: 1 - 600°С, 1 ч; 2 - 800°С, 0.25 ч; 3 - 800°С, 3 ч; 870°С, 3 ч при 600°С до(1) и после (2) термообработки Таблица 3. Параметры решетки оксинитрида, полученного аммонолизом порошка с поверхностью 56 м т - Условия аммонолиза 600°С термообработан 800°С 0.25 ч 800°С 3 ч 870°С 1 ч 870°С 3 ч Карта 71-178 Размеры a 4.978(1) 4.983(1) 4.974(1) 4.980(1) 4.977(1) 4.968 элементарных b 5.058(1) 5.040(1) 5.037(1) 5.047(3) 5.035(1) 5.037 ячеек, А c 5.172(1) 5.183(1) 5.186(1) 5.180(5) 5.187(2) 5.185 в 0 99.46(2) 99.82(3) 99.70(12) 99.47(3) 99.77(2) 99.56 Обращают на себя внимание особенности изменения удельной поверхности исходных порошков в процессе аммонолиза. У порошков с поверхностью 1.3-10 м 2 т -1 после аммонолиза при 600°С она уменьшилась примерно на 30 % и далее оставалась на этом уровне или даже несколько возрастала. В то же время у порошка с поверхностью 56 м 2 т -1 она уменьшилась почти на 40%, а после 870°С составила всего 28% от исходной. Исследование пористости полученных порошков нитридов показало, что уменьшение удельной поверхности происходит, в основном, за счет уменьшения количества пор диаметром менее 10 нм. У исходного порошка их поверхность в 1.5 раза больше, чем поверхность пор диаметром более 10 нм. У порошков, азотированных при температуре 600°С, удельные поверхности пор этих размеров сравнялись. У порошка оксинитрида, полученного после азотирования при температуре 870°С, удельная поверхность пор менее 10 нм составляет всего 20% от таковой для пор больше 10 нм и только 8 % от исходной. Удельная поверхность пор диаметром более 1 0 нм уменьшилась при этом всего на 2 0 %. Таким образом, выполненное исследование подтвердило перспективность использования мезопористых магниетермических порошков в качестве прекурсора для аммонолиза. Из порошка с удельной поверхностью 10 м 2 т -1 после часовой выдержки при температуре 870°С получен нитрид состава TaN с небольшой примесью TaON и Ta 3 N5. Удельная поверхность 6 м^г-1. Продукт аммонолиза порошка с удельной поверхностью 56 м 2 г -1 - TaON, удельная поверхность которого составила 35 и 15.9 м 2 т -1 при температуре процесса 600 и 870°С соответственно. Полученные порошки нитридов характеризуются мезопористой структурой. Литература 1. An oxynitride, TaON, as an efficient water oxidation photocatalyst under visible light irradiation (l 5 500 nm) / G. Hitoki, T. Takata, J.N. Kondo at al. // Chem. commun. 2002. Iss. 16. P. 1698-1699. 2. TaON and Ta 3 N 5 as new visible light driven photocatalysts / M. Hara, G. Hitoki, T. Takata a t al. / / Catalysis Today. 2003. Vol. 78, Iss. 1-4. P. 555-560. 3. Conduction and valence band positions of Ta 2 O 5 , TaON, and Ta 3 N 5 by UPS and electrochemical methods / W.-J. Chun , A. Ishikawa, H. Fujisawa a t al. // J. Phys. Chem. B. 2003. Vol. 107. N 8 . P. 1798-1803. 4. Synthesis of Ta 3 N 5 nanotube arrays modified with electrocatalysts for photoelectrochemical water oxidation / Y. Cong, H.S. Park, S. Wang e t al. // J. Phys. Chem. C. 2012. Vol. 116, Iss. 27. P. 14541-14550. 425