К ВОПРОСУ О НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОМ СИНТЕЗЕ ДИБОРИДА ТИТАНА

ЦЕЛЬ. Определение температурных интервалов процессов дегидратации и фазовой трансформации исходных компонентов смеси TiО₂-B₂О₃-C - сахарозы, гидратированных оксидов титана и бора в различных условиях синтеза диборида титана. МЕТОДЫ. Термический анализ реакционной смеси на установке синхронного термического анализа STA 429СD (NETZSCH) с использованием платино-платинородиевого держателя для образцов типа «TG+DSC» в атмосферах гелия, аргона, вакуума и воздуха. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Превращение борной кислоты происходит при температурном интервале 73÷450°С в три этапа: на первом - с удалением 1 моля воды ортоборная кислота H₂TiO₃ переходит в метаборную HBO₂ , которая с дальнейшим испарением влаги превращается в борный ангидрид В₂О₃ . На третьем этапе полное удаление влаги происходит в течение плавления оксида бора в температурном интервале 300÷600°С. Допированный фтором гелеобразный оксид титана TiO(OH)_2-xF_x теряет влагу при 65÷130°С, но только после нагрева выше 700°С его аморфная форма TiO_2-xF_x претерпевает свой первый фазовый переход в кристаллическую анатазную модификацию а-TiO₂ . Наибольшая трансформация и глубина восстановления оксида титана происходят при нагреве реакционной смеси в атмосфере воздуха. Пиролиз сахарозы C₁₂H₂₂O₁₁ до полного удаления влаги и выделения активного углерода является превалирующим процессом в широком температурном интервале 350÷740°С. ВЫВОДЫ. По результатам термического анализа образцов исходного реакционного состава в различных атмосферных условиях установлены температурные интервалы процессов дегидратации и трансформации компонентов смеси. Установленные закономерности необходимо учитывать и использовать при осуществлении низкотемпературного синтеза диборида титана TiВ₂ .

анатаз-рутил трансформация, карботермическое восстановление, низкотемпературный синтез, диборид титана, динамический вакуум, регулируемая атмосфера

1. Кановская М. Сахар. Серия: Лекарство или яд. М.: АСТ, 2007. 159 с.

2. Позин М.Е. Технология минеральных солей (удобрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот): в 2 т. Борный ангидрид, ч. 1; 4-е изд. Л.: Химия, 1974. 792 с.

3. Григоровская В.А., Шашкин Д.П., Западинский Б.И. О низкотемпературных превращениях ортоборной кислоты // Химическая физика. 2009. Т. 28. № 8. С. 72-77.

4. Balci S. Boron oxide production kinetics using boric acid as raw material / S. Balci, N.A. Sezgi, E. Eren // Ind Eng Chem Res. 2012. Vol. 51. № 34. P. 11091-11096.

5. Derun, E. M. Characterization and Thermal Dehydration Kinetics of Highly Crystalline Mcallisterite, Synthesized at Low Temperatures / E.M. Derun and F.T. Senberber // The Scientific World Journal. 2014. Vol. 2014. 10 p.

6. Андрущенко В.П., Кашурин А.Н. Термический анализ сахаросодержащих сиропов // Известия ВУЗов. Пищевая технология. 1990. № 4. С. 89-91.

7. Sevim F., Demir F., Bilen M. and Okur H. Kinetic analysis of thermal decomposition of boric acid from thermogravimetric data // Korean Journal of Chemical Engineering. 2006. Vol. 23. № 5. P. 734-738.

8. Derun E.M., Kipcak A.S., Senberber F.T. and Yilmaz M.S. Characterization and thermal dehydration kinetics of admontite mineral hydrothermally synthesized from magnesium oxide and boric acid precursor // Research on Chemical Intermediates. 2015. Vol. 41. Issue 2. P. 853-866.

9. Rotaru A. Thermal and kinetic study of hexagonal boric acid versus triclinic boric acid in air flow // J. Therm. Anal. Calorim. 2016. Vol. 127. P. 755-63.

10. Nazarenko O.B., Bukhareva P.B., Melnikova T.V., Visakh P.M. Effect of Boric Acid on Volatile Products of Thermooxidative Degradation of Epoxy Polymers // Journal of Physics. Conference Series. 2016. Vol. 671. No. 1. 012041 р.

11. Aghili. S., Panjepour M., Meratian M. Kinetic analysis of formation of boron trioxide from thermal decomposition of boric acid under non-isothermal conditions // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2017. P. 1-13.

12. Седнева Т.А., Локшин Э.П., Беляевский А.Т., Калинников В.Т. Зависимость фазовых переходов и фотокаталитической активности наноразмерного диоксида титана от допирования фторид-ионами // Перспективные материалы. 2007. № 6. С. 49-55.

13. Смирнова В.В. Божко П.В., Коновчук Т.В. Разработка технологии получения нанопористого сорбента на основе диоксида титана для очистки питьевой воды // Современные техника и технологии: сборник трудов XVIII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых: в 3 т. (г. Томск, 9-13 апреля 2012 г). Томск, 2012. Т. 3. С. 393-394.

14. Горланов Е.С., Бажин В.Ю., Федоров С.Н. Низкотемпературное фазообразование в системе Ti-B-C-O // Цветные металлы. 2017. № 8. С. 76-81.