Полина Александровна Солодовникова – инженер-исследователь, аспирант
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
Polina A. Solodovnikova – Postgraduate Student, Engineer, Department of Rare Metals and Nanomaterials
19 Mira Str., Ekaterinburg 620002
Максим Алексеевич Машковцев – к.х.н., доцент кафедры редких металлов и наноматериалов
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
620137, г. Екатеринбург, ул. Академическая, 20
Maxim A. Mashkovtsev – Cand. Sci. (Chem.), Associate Prof., Department of Rare Metals and Nanomaterials; Head of the Ceramics Laboratory
19 Mira Str., Ekaterinburg 620002
20 Akademicheskaya Str., Ekaterinburg 620137
Владимир Николаевич Рычков – д.х.н., профессор кафедры редких металлов и наноматериалов
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
Vladimir N. Rychkov – Dr. Sci. (Chem.), Professor, Department of Rare Metals and Nanomaterials
19 Mira Str., Ekaterinburg 620002
Георгий Васильевич Гинько – студент кафедры редких металлов и наноматериалов
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
Georgiy V. Ginko – Student, Department of Rare Metals and Nanomaterials
19 Mira Str., Ekaterinburg 620002
Трофим Егорович Телегин – студент кафедры редких металлов и наноматериалов
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
Trofim E. Telegin – Student, Department of Rare Metals and Nanomaterials
19 Mira Str., Ekaterinburg 620002
Мария Викторовна Угрюмова – студент кафедры редких металлов и наноматериалов
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
Maria V. Ugrumova – Student, Department of Rare Metals and Nanomaterials
19 Mira Str., Ekaterinburg 620002
Оксид алюминия находит широкое применение в качестве носителя катализаторов, в том числе в системах двигателей внутреннего сгорания автомобилей, где рабочие температуры достигают свыше 1000 °С, в связи с чем он должен обладать повышенной термической устойчивостью, или термостабильностью. Данный параметр связывают с наличием пентакоординированных центров на поверхности γ-фазы Al2O3. В настоящей работе описано влияние pH осаждения гидроксида алюминия на присутствие пентакоординированных центров на поверхности оксида алюминия. Методом контролируемого двухструйного осаждения синтезировали образцы гидроксида алюминия с его последующим термическим разложением до оксидов. Осаждение проводили при поддержании постоянного значения pH, и для сравнения были синтезированы параллели при постоянных значениях pH = 5, 6, 7, 8 и 9. Исходные реагенты для осаждения представляли собой раствор нитрата алюминия (Al3+ = 1 М) и раствор аммиака (10 мас. % NH4OH). Растворы подавали в реактор в капельном режиме при постоянном перемешивании. Полученные образцы оксида алюминия исследовали методами рентгенофазового анализа и ядерного магнитного резонанса. Полученные данные свидетельствуют о прямой зависимости между значением pH осаждения гидроксидов алюминия и образованием пентакоординированых центров на поверхности получаемых оксидов алюминия: чем выше значение pH осаждения, тем меньше содержание пентакоординированных атомов. Кроме того, была обнаружена зависимость между значением pH осаждения и размерами области когерентного рассеяния – наблюдался ее рост с увеличением pH.
Aluminum oxide is widely used as a catalyst carrier, including in internal combustion engine systems, where operating temperatures exceed 1000 °C. As such, aluminum oxide must exhibit enhanced thermal stability. This property is linked to the presence of pentacoordinated centers on the surface of the γ-phase of Al2O3. This paper examines the effect of the pH during aluminum hydroxide precipitation on the formation of pentacoordinated centers on the surface of aluminum oxide. The samples of aluminum hydroxide were synthesized via controlled double-jet precipitation, followed by thermal decomposition into oxides. Precipitation was carried out at constant pH levels, and for comparison, parallel samples were synthesized at pH values of 5, 6, 7, 8, and 9. The precursors for precipitation were a 1 M aluminum nitrate solution (Al3+) and a 10 wt. % ammonia solution (NH4OH). The solutions were introduced into the reactor in a dropwise mode with continuous stirring. The resulting aluminum oxide samples were analyzed using X-ray diffraction and nuclear magnetic resonance techniques. The data show a direct correlation between the pH of aluminum hydroxide precipitation and the presence of pentacoordinated centers on the aluminum oxide surface: the higher the pH, the lower the content of pentacoordinated atoms. Additionally, a relationship was observed between the pH value and the size of the coherent scattering region, with an increase in coherent scattering observed at higher pH levels.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.