СИНТЕЗ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАЗЛИЧНЫХ ПОЛИМОРФНЫХ МОДИФИКАЦИЙ Zn2P2O7
Ватлин Д.А., Резницких О.Г., Урусова Н.В., Бушкова О.В.
Институт химии твёрдого тела УрО РАН
620077, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, д. 91
Пирофосфат цинка Zn2P2O7 с полианионной структурой представляет интерес как катализатор, люминофор, электроактивный материал химических источников тока и др. Ранее нами была обнаружена электрохимическая активность термодинамически устойчивого α-Zn2P2O7 и его метастабильной γ-модификации в качестве материала положительного электрода в твердотельной электрохимической системе Ag | RbAg4I5 | Zn2P2O7. Кроме того, электрохимическая активность была найдена и у аморфного Zn2P2O7. Имеющаяся в литературе информация о физико-химических свойствах различных модификаций Zn2P2O7 остаётся неполной; нет ясности и в условиях синтеза и взаимного превращения этих фаз. Кроме того, не изучена гигроскопичность Zn2P2O7, несмотря на важность этой характеристики для сохранности целевых свойств материала и правильного выбора условий эксплуатации. Это особенно важно при сборке макетов химических источников тока (ХИТ) с электролитом RbAg4I5, крайне чувствительным к влаге.
В данной работе исследованы разные модификации соединения Zn2P2O7 – кристаллические α- и γ-фазы, а также аморфный материал. Предложены методики синтеза этих фаз. Аттестация продуктов проводилась методами рентгеновской дифракции, синхронного термического анализа и колебательной спектроскопии. Уточнены температуры фазовых превращений. Весовым методом изучена гигроскопичность Zn2P2O7, которая оказалась неожиданно высокой и сопоставимой с гигроскопичностью P2O5 (~30%). На рисунке приведена кривая зависимости массы образца α-Zn2P2O7 от времени.
Зависимость массы образца α-Zn2P2O7 от времени выдержки над насыщенным раствором NaCl (n – число сорбированных молекул воды в расчёте на формульную единицу Zn2P2O7)
Работа выполнена в соответствии с Государственным заданием Института химии твердого тела УрO РАН (Рег. № НИОКТР 124020600047-4).