Фосфаты ванадия
Идентификаторы | |
---|---|
| |
3D model ( JSmol )
|
|
ХимическийПаук | |
Характеристики | |
H 4 O 7 ПВ (дигидрат) | |
Молярная масса | 197,94 (дигидрат) |
Появление | желтое твердое вещество (дигидрат) |
нерастворимый | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
|
Фосфаты ванадия представляют собой неорганические соединения с формулой VO x PO 4, а также родственные им гидраты с формулой VO x PO 4 (H 2 O) n . Некоторые из этих соединений используются в коммерческих целях в качестве катализаторов реакций окисления.
Фосфаты ванадия(V)
[ редактировать ]Обычный фосфат ванадия — VOPO 4 ·2H 2 O.
семь полиморфов Известны безводного VOPO 4 , обозначенных α I , α II , β, γ, δ, ω и ε. [ а ] [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Эти материалы состоят из ванадильной группы (VO) и фосфата (PO 4 3− ). Это желтые диамагнитные твердые вещества, хотя при загрязнении производными ванадия (IV) образцы проявляют сигналы ЭПР и имеют голубоватый оттенок. Для этих материалов ванадил относится как к оксоцентрам ванадия (V), так и к оксоцентрам ванадия (IV), хотя обычно ванадил относят к производным VO. 2+ .
Получение, реакции и применение VOPO 4 ·2H 2 O
[ редактировать ]При нагревании суспензии пятиокиси ванадия и фосфорной кислоты получают VOPO 4 ·2H 2 O, выделяемый в виде ярко-желтого твердого вещества. [ 4 ] По данным рентгеновской кристаллографии, центры V(V) имеют октаэдрическую форму с длинными и слабыми связями с аква-лигандами . [ 5 ]
Восстановление этого соединения спиртами дает фосфаты ванадия(IV).
Эти соединения являются катализаторами окисления бутана до малеинового ангидрида . Ключевой стадией активации этих катализаторов является превращение VO(HPO 4 )·0,5H 2 O в пирофосфат (VO) 2 (P 2 O 7 ). Этот материал (CAS#58834-75-6) называется ванадилпирофосфатом, а также пирофосфатом оксида ванадия. [ 6 ]
Фосфаты ванадия(IV)
[ редактировать ]Известно несколько фосфатов ванадия(IV). Эти материалы обычно синего цвета. У этих видов фосфат-анион одинарно или дважды протонирован. Примеры включают гидрофосфаты, VOHPO 4 . 4H 2 O и VO(HPO 4 ) . 0,5H 2 O, а также дигидрофосфат VO(H 2 PO 4 ) 2 .
Фосфаты ванадия(III)
[ редактировать ]Фосфаты ванадия(III), лишенные оксо-лиганда , имеют формулы VPO 4 ·H 2 O и VPO 4 ·2H 2 O. Моногидрат изоструктурен MgSO 4 ·H 2 O. [ 8 ] Он принимает структуру соответствующего гидратированного фосфата алюминия . Окисление VPO 4 ·H 2 O дает двухэлектронный электроактивный [ 9 ] материал e-VOPO 4 [ 10 ]
Примечания
[ редактировать ]- ^ Полиморфы α I и α II иногда вместо этого называют α 1 и α 2 .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Готье, Ромен; Готье, Режи; Эрнандес, Оливье; Одебранд, Натали; Батай, Тьерри; Ройланд, Клэр; Элькаим, Эрик; Поллес, Лоран Ле; Фюре, Эрик; Фур, Эрик Ле (15 мая 2013 г.). «Определение структуры α 1 - и α 2 -VOPO 4 с помощью DFT : новый взгляд на понимание каталитических свойств фосфатов ванадия». Транзакции Далтона . 42 (22): 8124–8131. дои : 10.1039/C3DT50217A . ISSN 1477-9234 . ПМИД 23584576 .
- ^ «Новый вклад в структурную химию ванадилортофосфата VOPO 4 » . edoc.mpg.de. Проверено 13 сентября 2019 г.
- ^ Гиргсдис, Фрэнк; Шнайдер, Матиас; Брюкнер, Анжелика; Ресслер, Торстен; Шлёгль, Роберт (1 июля 2009 г.). «Кристаллическая структура δ-VOPO 4 и ее связь с ω-VOPO 4 ». Науки о твердом теле . 11 (7): 1258–1264. Бибкод : 2009SSSci..11.1258G . doi : 10.1016/j.solidstatesciences.2009.03.017 . hdl : 11858/00-001M-0000-0010-FAAA-9 . ISSN 1293-2558 .
- ^ Броуди, Джон Ф.; Джонсон, Джек В.; Воги, Джек (05 января 2007 г.), Мерфи, Дональд В.; Интерранте, Леонард В. (ред.), «Ванадилфосфаты и органилфосфонаты», Inorganic Syntheses , John Wiley & Sons, Inc., стр. 241–248, doi : 10.1002/9780470132616.ch45 , ISBN 9780470132616
- ^ Титце, Хр (1981). «Кристаллическая и молекулярная структура дигидрата ортофосфата оксованадия(V), VOPO 4 (H 2 O) 2 ». Австралийский химический журнал . 34 (10): 2035. номер документа : 10.1071/CH9812035 . ISSN 0004-9425 .
- ^ Даммер, Северная Каролина; Бартли, Дж. К.; Хатчингс, Г.Дж. (2011), «Материалы на основе фосфата ванадия как катализаторы селективного окисления», « Достижения в области катализа» , том. 54, Elsevier, стр. 189–247, doi : 10.1016/b978-0-12-387772-7.00004-6 , ISBN. 9780123877727
- ^ Ку, Хён Джу; Вангбо, Мён Хван; ВерНой, Пол Д.; Торарди, Чарли С.; Маршалл, Уильям Дж. (2002). «Рост потока ванадилпирофосфата, (VO) 2 P 2 O 7 , и спин-димерный анализ спин-обменных взаимодействий (VO) 2 P 2 O 7 и ванадилгидрофосфата, VO(HPO 4 )·0,5H 2 O» . Неорганическая химия . 41 (18): 4664–4672. дои : 10.1021/ic020249c . ISSN 0020-1669 . ПМИД 12206689 .
- ^ Воги, Джей Ти; Харрисон, Уильям Т.А.; Джейкобсон, Аллан Дж.; Гошорн, Дэвид П.; Джонсон, Джек В. (1994). «Синтез, строение и свойства двух фосфатов ванадия(III): V(PO 4 )•H 2 O и V 1,23 (PO 4 )(OH) 0,69 (H 2 O) 0,31 •0,33H 2 O». Неорганическая химия . 33 (11): 2481–2487. дои : 10.1021/ic00089a027 . ISSN 0020-1669 .
- ^ Песня, Ю; Завалий, П.Я.; Уиттингем, MS (2005). «ε-VOPO4: электрохимический синтез и улучшенное поведение катода». Журнал Электрохимического общества . 152 (4): А721–А728. Бибкод : 2005JElS..152A.721S . дои : 10.1149/1.1862265 .
- ^ Лим, С; Воги, Джей Ти; Харрисон, WTA; Дассак, LL; Джейкобсон, AJ; Джонсон, JW (1996). «Окислительно-восстановительные превращения простых фосфатов ванадия: синтез ε-VOPO4». Ионика твердого тела . 84 (3–4): 219–226. дои : 10.1016/0167-2738(96)00007-0 .