Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2025(16))

Введение Двойные комплексные соединения (ДКС) находят применение в основном как прекурсоры нанокристаллических материалов — двойных оксидов, интерметаллидов и композитных материалов [1; 2]. Преимуществом ДКС является их малая растворимость в воде, что позволяет получать их сразу в виде тонких порошков и эффективно очищать от посторонних ионов, содержащихся в маточных растворах. Однако до этапа включения ДКС в промышленное производство необходимо детальное изучение процессов термодеструкции в выбранной атмосфере (окислительной, нейтральной, восстановительной). Наиболее важными параметрами являются температуры окончания каждой стадии разложения. Цель настоящей работы — изучение термического поведения ДКС состава [Co(NH 3 ) 6 ][Co(C 2 O 4 ) 3 ] -3H2O в динамическом режиме (СТА-ИК) в атмосферах аргона и воздуха. Также рассматривается термодеструкция в статическом режиме в газовых средах аргона и воздуха. Результаты ДКС [Co(NH3)6][Co(C2O4)3]-3H2O получена в виде мелкокристаллического осадка взаимодействием растворов [Co(NH3)6]Cl3 и K3[Co(C2O4)3]3H2O. Ранее с помощью метода СТА-МС газообразные продукты для этого ДКС уже были исследованы [3], но при внедрении в промышленных масштабах необходимо полномасштабное всестороннее изучение. Отщепление кристаллизационной воды в атмосфере аргона происходит до 150 °С и сопровождается эндотермическим эффектом с точкой минимума при —150 °C, а обезвоженное ДКС устойчиво до 170 °С. Далее происходит выделение CO 2 за счет восстановления ConI до Con оксалат-анионами. В интервале температур 160-290 °С выделяется аммиак. В дальнейшем происходит выделение CO 2 , сопровождаемое эндотермическим эффектом при температуре 385 °C; выделение CO наблюдается при 460 °C, что характерно для разложения остаточного оксалата в отсутствие окислителей. Примерно с 900 до 1 000 °С наблюдается незначительная потеря массы, сопровождаемая эндотермическим эффектом, что может быть связано с выделением N 2 , возможно, связанное с разложением промежуточных нитридов кобальта. Согласно данным рентгенофазового анализа (РФА), после прокаливания продукт соответствовал CoO + Co, остаток массы составил 35,6 %. В твердом продукте прокаливания при 900 °С при часовой выдержке обнаружено содержание остаточного углерода 2,8 мас. %, который, судя по отсутствию соответствующих рефлексов на рентгенограммах, присутствует либо в виде твердого раствора в кобальте, либо в виде аморфной сажи. Результаты суммированы в табл. 1. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 1. С. 80-83. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 80-83. Таблица 1 Данные о физико-химической природе твердых продуктов термолиза в зависимости от температуры и газовой среды в атмосфере аргона t, °C Остаток от прокаливания, мас. % Цвет РФА Остаточное количество углерода, мас. % 150 76,8 Розовый CoC 2 O 4 ^ 2 H 2 O + аморфные примеси + неизвестная фаза 13,2 300 65,7 Сиреневый То же 12,8 450 37,0 Черный CoO,Co3O4, a-Co, P-Co + аморфные примеси + неизвестная фаза 3,8 900 20,6 Черно-коричневый CoO, a-Co ,P-Co 2,8 Термическое разложение ДКС в атмосфере воздуха происходит аналогичным образом на первых этапах. Выделение кристаллизационной воды происходит в интервале температур 100-150 °С, обезвоженное ДКС устойчиво до 170 °С. В интервале температур 150-280 °С происходит выделение аммиака, далее выделяются CO 2 и вода, образующаяся при окислении аммиака. После ~400 °C наблюдается плато на кривой ТГ, сопровождаемое серией незначительных эффектов. Примерно © Смульская О. С., Гостева А. Н., Чаркин Д. О., 2025 81