非贵金属助催化剂Ni3N修饰g-C3N4用于可见光催化产氢的研究

近年来,利用太阳光光解水制氢被认为是解决当前能源短缺和环境污染问题的重要途径之一.众所周知,助催化剂可以有效的降低光催化产氢反应的活化能,提供产氢反应的活性位点,有效的促进催化剂中光生载流子的传输与分离,从而提高光催化剂产氢体系的反应活性和稳定性.然而,鉴于贵金属助催化剂(Pt, Au和Pd等)储量低、成本高,极大地制约了其应用.因而,开发出适用于光催化水分解制氢的非贵金属助催化剂尤为重要.石墨相氮化碳(g-C_3N_4)因其具有热稳定性、化学稳定性高以及制备成本低廉等优点,成为光催化领域研究的热点.然而,由于g-C_3N_4的禁带宽度(Eg=2.7 eV)较宽,致使其对可见光的响应能力较弱,并且在光催化反应过程中其光生电子-空穴对易复合,从而导致其光催化产氢活性较低.因此,如何开发出含非贵金属助催化剂的g-C_3N_4高效、稳定的太阳光催化分解水制氢体系引起了人们极大的关注.本文通过水热法-高温氨化法首次将非贵金属Ni_3N作为助催化剂来修饰g-C_3N_4,增强其可见光光催化性能(l420 nm).采用XRD、SEM、EDS、Mapping、UV-Vis、XPS和TEM等手段对Ni_3N/g-C_3N_4光催化体系进行了表征.结果表明, Ni_3N纳米颗粒成功的负载到g-C_3N_4表面且没有改变g-C_3N_4的层状结构.此外,采用荧光光谱分析(PL)、阻抗测试(EIS)和光电流谱进行表征,结果显示, Ni_3N纳米颗粒可有效促进催化剂中光生载流子的传输与分离,抑制电子-空穴对的复合.同时,将功率为300 W且装有紫外滤光片(λ420 nm)的氙灯作为可见光光源进行光催化产氢实验结果表明,引入了一定量的Ni_3N可以极大提高g-C_3N_4的光催化活性,其中, Ni_3N/g-C_3N_4#3的产氢量为～305.4μmol·h-1·g-1,大约是单体g-C_3N_4的3倍.此外,在450nm单色光照射下, Ni_3N/g-C_3N_4光催化产氢体系的量子效率能达到～0.45%,表明Ni_3N/g-C_3N_4具有将入射电子转化为氢气的能力.循环产氢实验表明, Ni_3N/g-C_3N_4在光催化产氢过程中有着较好的产氢活性和稳定性.最后,阐述了Ni_3N/g-C_3N_4体系的光催化产氢反应机理.本文采用的原料价格低廉,性能优异,制备简单,所制材料在光催化制氢领域展现出重要前景.     

在FTO导电玻璃上电化学沉积高效可见光光电化学分解水Cu_2O/g-C_3N_4异质结膜（英文）

近几十年来,光电化学分解水制氢作为一种洁净的、能持续利用太阳能的技术受到极大关注.在众多光催化材料中,P型半导体氧化亚铜(Cu_2O)被认为是最有前途的可见光光电分解水材料之一.理论上,它的光能转换为氢能的效率可达到18.7%.然而,目前所报道的Cu_2O光转换效率远远低于此值;同时,纯Cu_2O在光照条件下的稳定性较差.研究表明,Cu_2O与其它半导体复合可以增强其光电转换效率和提高稳定性.如Cu_2O和能带匹配的石墨相氮化碳(g-C_3N_4)复合后,光催化性能和稳定性都有较大提高.但目前所报道的Cu_2O/g-C_3N_4复合物几乎都是粉末状催化剂,不便于回收和重复使用.本文首先采用电化学方法在FTO导电玻璃上沉积Cu_2O薄膜,采用溶胶凝胶法制备g-C_3N_4纳米颗粒材料,然后采用电化学法在Cu_2O薄膜表面沉积一层g-C_3N_4纳米颗粒,得到了Cu_2O/g-C_3N_4异质结膜.分别利用X射线粉末衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)和光电化学分解水实验分析了Cu_2O/g-C_3N_4异质结的组成结构、表面形貌、光吸收性能及催化剂活性和稳定性.XRD和HRTEM表征显示,本文成功合成了Cu_2O/g-C_3N_4异质结材料,SEM图表明g-C_3N_4纳米颗粒在Cu_2O表面分布均匀,大小均一.可见光光电化学分解水结果显示,异质结薄膜的光电化学性能比纯的Cu_2O和g-C_3N_4薄膜材料有极大提高.当在Cu_2O表面沉积g-C_3N_4的时间为15 s时,得到样品Cu_2O/g-C_3N_4-15异质结膜,其在-0.4 V和可见光照射条件下,光电流密度达到了-1.38 mA/cm~2,分别是纯Cu_2O和g-C_3N_4薄膜材料的19.7和6.3倍.产氢速率也达到了0.48 mL h~(-1)cm~(-2),且产氢和产氧的速率之比约为2,说明此异质结材料在可见光作用下能全分解水.经过三次循环实验,光电化学分解水的效率仅降低10.8%,表明该材料具有良好的稳定性.根据UV-Vis表征和光电化学性能对比,Cu_2O/g-C_3N_4-15的光电性能最好,但其光吸收性能并不是最好,说明光电化学性能与光吸收不是成正比关系,主要是由于Cu_2O和g-C_3N_4两个半导体相互起到了协同作用.机理分析表明,Cu_2O/g-C_3N_4异质结薄膜在光照下,由于两者能带匹配,Cu_2O的光生电子从其导带转移到g-C_3N_4的导带上,g-C_3N_4价带上的空隙转移到Cu_2O的价带上,从而降低了光生电子和空隙的复合,提高了其光催化性能.由于g-C_3N_4的导带位置高于H_2O(或H~+)还原为H_2的电势,Cu_2O的价带位置低于H_2O(或OH-)还原为O_2的电势,所以在外加-0.4V偏压和可见光照射条件下,Cu_2O/g-C_3N_4能全分解水,光生载流子越多,光电化学分解水的速率越大.综上所述,在Cu_2O薄膜上沉积g-C_3N_4后得到的异质结薄膜具有高效的光能转换为氢能性能.     

二维/二维FeNi-LDH/g-C_3N_4复合光催化剂用于促进CO_2光还原反应（英文）

本研究工作使用尿素作为前驱体,通过两步煅烧法得到具有较高比表面积(97 m~2·g~(-1))的g-C_3N_4纳米片。然后,通过简单的水热法将Fe Ni层状双氢氧化物(Fe Ni-LDH)助催化剂负载到g-C_3N_4纳米片上,从而获得基于g-C_3N_4的二维/二维复合光催化剂。实验表明,在二维/二维Fe Ni-LDH/g-C_3N_4复合材料上,光催化还原二氧化碳生成甲醇的产率要远高于在纯g-C_3N_4上获得甲醇的产率。一系列表征结果证明,Fe Ni-LDH/g-C_3N_4复合光催化剂的光吸收得到了增强,同时Fe NiLDH/g-C_3N_4复合光催化剂对二氧化碳的吸附能力也得到了提高。更重要的是,Fe Ni-LDH的引入有效地抑制了光生电子和空穴的复合,进一步提高了g-C_3N_4的光催化二氧化碳还原活性。此外,通过改变用于光催化性能测试的Fe Ni-LDH的负载量,发现Fe Ni-LDH的最佳负载量为4%(质量分数),对应的甲醇生产率为1.64μmol·h~(-1)·g~(-1),是纯的g-C_3N_4的6倍。这项研究提供了一种有效的策略,即通过负载层状铁镍双金属氢氧化物作为助催化剂来提高g-C_3N_4的光催化二氧化碳还原活性。     

基于g-C_(3)N_(4)-UiO-66复合物修饰电极的电化学发光传感器用于测定水中邻苯二酚的含量北大核心CSCD

利用锆金属有机骨架(UiO-66)与半导体石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))复合可形成异质结结构,构建了一种基于g-C_(3)N_(4)-UiO-66复合物修饰电极的电化学发光传感器用于水中污染物邻苯二酚的检测。分别合成g-C_(3)N_(4)和UiO-66,将二者充分研磨、煅烧后,得到g-C_(3)N_(4)-UiO-66复合物。以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂配制1.0 g·L^(-1)的g-C_(3)N_(4)-UiO-66分散液,分取3.0μL,用滴涂的方式修饰到处理好的玻碳电极(GCE)表面,自然晾干后,得到g-C_(3)N_(4)-UiO-66修饰的GCE(g-C_(3)N_(4)-UiO-66@GCE)。以g-C_(3)N_(4)-UiO-66@GCE为工作电极,铂丝为辅助电极,Ag/AgCl为参比电极,将该三电极系统置于含有50 mmol·L^(-1) K_(2)S_(2)O_(8)的磷酸盐缓冲溶液(pH 7.5)中,采用循环伏安法在-1.6~0 V内,以0.1 V·s^(-1)速率进行扫描,记录加入邻苯二酚前后体系的电化学发光强度差值,即猝灭值。结果表明:体系电化学发光强度猝灭值与邻苯二酚浓度的对数呈线性关系,线性范围为1.0×10^(-5)~5.0×10^(-2)μmol·L^(-1),检出限为9.0×10^(-12)mol·L^(-1);用6根g-C_(3)N_(4)-UiO-66@GCE进行重现性试验,6次测定值的相对标准偏差(RSD)为3.3%;按照测试条件在-1.6~0 V内连续循环扫描31次,结果显示,加入邻苯二酚前后,测定值的RSD均小于4.0%;并且该传感器对对苯二酚、间苯二酚、葡萄糖、Na^(+)、K^(+)等干扰物质具有较好的抗干扰能力;用此电化学发光传感器分析自来水样品并进行加标回收试验,结果未检出邻苯二酚,回收率为98.4%,测定值的RSD(n=5)为3.8%。     

新型PtPd合金纳米颗粒修饰g-C3N4纳米片以提高可见光照射下光催化产氢活性

石墨相氮化碳(g-C_3N_4)纳米片因其廉价、易得、无毒等优点而在光催化领域被广泛应用和研究.但单一的g-C_3N_4存在光生电子与空穴易复合等缺陷,而助催化剂的存在可以促进电荷转移,延长载流子寿命,从而提高光催化性能.本文通过合成PtPd双金属合金纳米颗粒作为助催化剂,对g-C_3N_4纳米片光催化剂进行修饰以提高可见光照射下的光催化产氢速率.g-C_3N_4是以尿素为原材料,通过高温热缩聚和热刻蚀的方法合成, PtPd/g-C_3N_4复合光催化剂通过化学还原沉积法合成.对所获得的复合光催化剂进行了XRD测试并将结果与PdPt标准卡片进行了对比,结果表明,各峰的位置都能有较好的对应,说明成功合成了PdPt.采用TEM对PtPd/g-C_3N_4的形貌进行观察,发现g-C_3N_4呈薄片状,且PdPt颗粒较为均匀地分布在其表面.XPS测试发现, PtPd/g-C_3N_4复合样品中Pt和Pd元素的峰值较Pt/g-C_3N_4和Pd/g-C_3N_4均发生0.83eV的偏移,进一步说明合成了PtPd双金属合金纳米颗粒.DRS测试表明, g-C_3N_4的带隙宽度为2.69eV,而PtPd双金属合金纳米颗粒的负载有效地减小了禁带宽度,从而提高了光催化剂对光的利用率.光催化产氢性能实验发现,当g-C_3N_4负载PtPd双金属合金纳米颗粒后,光催化产氢速率大幅度提高,其中负载量为0.2wt%的PtPd/g-C_3N_4复合光催化剂的产氢速率最高,为1600.8μmol g~(–1)h~(–1),是纯g-C_3N_4纳米片的800倍.向光催化体系中添加10gK_2HPO_4后,产氢速率提高到2885.0μmolg~(–1)h~(–1).当二元合金中Pt:Pd比为1:1时, PtPd/g-C_3N_4复合光催化剂上的产氢速率最高,分别是Pt/g-C_3N_4和Pd/g-C_3N_4上的3.6倍和1.5倍.另外,在420nm处量子效率为5.5%.PtPd/g-C_3N_4复合光催化剂还表现出很好的稳定性,能够在完成4次光催化实验循环后仍然保持其良好的光催化活性.对PtPd/g-C_3N_4复合光催化剂进行了一系列光电化学表征.PL结果表明, PtPd/g-C_3N_4复合光催化剂与纯g-C_3N_4相比荧光强度减弱,说明PtPd/g-C_3N_4复合光催化剂有较慢的光生电子-空穴复合速率,这可以更有效地使电荷分离,从而提高光催化活性.根据光催化反应和表征分析结果提出了复合光催化剂上水分解产氢可能的机理,即PtPd/g-C_3N_4之间的协同作用有助于提高复合光催化剂的光催化活性.     

双助剂促进g-C3N4光解水制氢性能

氢能是最具应用前景的清洁能源之一,利用太阳能作为驱动力光催化水分解制取氢气已被广泛研究.作为非金属半导体光催化剂, g-C_3N_4具有合适的能带结构(2.71 eV),良好的可见光捕获能力和物理化学稳定性,因而有一定的光催化产氢能力;但是它具有可见光吸收能力(470 nm)不够、光生电子空穴容易复合等缺点,使其光催化制氢能力受到了极大限制.通过助剂修饰可有效促进载流子分离,增加反应活性位点及加速产氢动力学.因此,本文采用双助剂改性以提高g-C_3N_4的光催化制氢性能.本文首先采用原位煅烧法将银纳米粒子(AgNPs)沉积在g-C_3N_4表面(Ag/g-C_3N_4),随后利用水热法成功地将硫化镍(NiS)负载在Ag/g-C_3N_4复合材料表面.XRD, FT-IR, XPS和TEM结果表明,通过原位煅烧和水热合成法可以成功地将Ag和NiS均匀、稳定沉积在g-C_3N_4表面,并且g-C_3N_4保持原有结构不变.紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、瞬态光电流、阻抗(EIS)和光致发光谱(PL)分析表明, AgNPs和NiS的引入不仅改善了体系的光吸收范围和强度,而且显著提高了体系光生电子和空穴的产生、分离性能,有助于提高光子利用效率.其中三元样品的最高光电流可以达到2.94′10–7 A·cm~(–2),是纯g-C_3N_4的3.1倍.对系列光催化剂的分解水制氢性能测试发现(采用300 W氙灯作为光源,三乙醇胺作为牺牲剂), 10wt%-NiS/1.0wt%-Ag/CN样品具有最优异的光催化分解水制氢性能,产氢速率可达9.728 mmol·g–1·h–1,是纯g-C_3N_4的10.82倍,二元10wt%-NiS/CN的3.45倍, 1.0wt%-Ag/CN的2.77倍.三元样品反应前后的XRD特征峰位置没有发生变化,循环四次后样品仍具有83%的催化活性,证明其具有良好的制氢稳定性.10 wt%-NiS/1.0 wt%-Ag/CN样品在可见光下(λ 420 nm)的制氢量子效率为1.21%.三元体系光催化产氢性能增强的原因在于:(1)Ag纳米颗粒的局域表面等离子体效应使得三元体系的光捕获能力得到提高;(2)Ag NPs和NiS负载在g-C_3N_4上共同促进了光生电子空穴的产生和分离;(3)Ag NPs和Ni S作为优良的析氢助催化剂沉积在g-C_3N_4表面上可以有效地提高产氢动力学.本文构建的NiS/Ag/g-C_3N_4复合体系为g-C_3N_4基复合光催化剂的设计及制备提供了新的思路.     

g-C_3N_4基多功能层光阳极在光电化学水分解中的应用（英文）

光电化学分解水制氢可以一并解决环境问题和能源危机,因而成为研究热点.由于TiO_2 禁带宽度较大,不能有效吸收太阳光中的可见光,使光电化学分解水制氢的应用受限.g-C_3N_4的禁带宽度约为2.7 e V,能有效吸收可见光,但g-C_3N_4薄膜制备研究较少.我们通过热聚缩合法直接在FTO导电玻璃上制备出g-C_3N_4薄膜,发现其光电化学分解水制氢稳定性不高,选择易制备的TiO_2 作为保护层可以提高g-C_3N_4的耐用性.此外,为提高g-C_3N_4光生电子空穴对的分离能力,依靠Co-Pi对光生空穴的捕获作用而将其覆盖在最外层.因此本文首次制备一种新型的g-C_3N_4/TiO_2 /Co-Pi光阳极用于光电化学分解水制氢,其中g-C_3N_4用作光吸收层,TiO_2 用作保护层,Co-Pi用作空穴捕获层.并在此基础上,通过扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD),紫外可见光谱(UV-Vis)等手段研究了g-C_3N_4/TiO_2 /Co-Pi光阳极的形貌特征和光电化学性能.SEM、EDS和XRD结果表明,g-C_3N_4/TiO_2 /Co-Pi光阳极被成功制备在了FTO导电玻璃上,厚度约为3μm.UV-Vis测试表明,g-C_3N_4的光吸收边约为470 nm,可以有效地吸收可见光,并且g-C_3N_4的框架结构使光多次反射折射增加了光的捕获能力,由此可见,g-C_3N_4能够发挥很好的光吸收层作用.通过对g-C_3N_4光阳极,g-C_3N_4/TiO_2 光阳极和g-C_3N_4/TiO_2 /Co-Pi光阳极的电流电压测试发现,g-C_3N_4/TiO_2 光阳极的光电流密度小于g-C_3N_4光阳极,而g-C_3N_4/TiO_2 /Co-Pi光阳极的光电流密在可逆氢电极1.1 V下达到了0.346 mA?cm–2,约为单独g-C_3N_4光阳极的3.6倍.这说明Co-Pi是提升g-C_3N_4光电化学性能的主要因素.电化学阻抗测试结果发现,g-C_3N_4/TiO_2 /Co-Pi光阳极的界面电荷转移电阻小于g-C_3N_4光阳极的,这表明g-C_3N_4/TiO_2 /Co-Pi光阳极界面处载流子转移较快,同时也能促进内部光生电子空穴对的分离,整体性能的提高应该主要归因于Co-Pi对光生空穴的捕获作用.恒电压时间测试展示出g-C_3N_4/TiO_2 /Co-Pi光阳极的光电流密度在2 h测试过程中没有明显下降,表明g-C_3N_4/TiO_2 /Co-Pi光阳极是相当稳定的,具有良好的耐用性,归因于TiO_2 和Co-Pi的共同保护作用,主要归因于TiO_2 层对FTO导电玻璃上的g-C_3N_4薄膜保护,从电化学沉积Co-Pi到所有测试结束.总体而言,g-C_3N_4/TiO_2 /Co-Pi光阳极加强的光电化学性能归因于以下几个因素:(1)g-C_3N_4优异的光吸收能力;(2)TiO_2 稳定的保护提升了g-C_3N_4薄膜的耐用性;(3)Co–Pi对光生空穴的捕获有效促进了光生电子空穴对的分离.     

铈掺杂石墨相氮化碳的合成及可见光光催化性能

以硝酸铈和三聚氰胺为原料,采用热解法合成系列Ce掺杂石墨相氮化碳(g-C_3N_4).采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis DRS)、荧光光谱仪(PL)和X射线光电子能谱仪(XPS)等对样品进行了表征.结果表明,Ce掺杂使g-C_3N_4晶粒尺寸减小,比表面积增大,光生电子/空穴对复合几率降低,并影响到能带结构.在可见光下光催化降解亚甲基蓝水溶液的结果表明,Ce掺杂g-C_3N_4的可见光光催化活性远优于纯g-C_3N_4.其中,0.10-Ce-C_3N_4样品80 min内对亚甲基蓝的降解率高达98.51%,速率常数达0.0506 min~(-1),是纯g-C_3N_4的4.9倍.     

浓硫酸法快速制备质子化g-C_3N_4纳米带及其紫外光催化降解有机染料研究

利用浓H_2SO_4(质量分数98%)强的质子化作用与水合放热效应,实现了石墨相氮化碳(g-C_3N_4)在浓H_2SO_4中的快速剥离,制备了经浓H_2SO_4质子化改性的g-C_3N_4(g-C_3N_4-H_2SO_4)纳米带.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和荧光光谱(PL)等对样品进行了表征分析.结果表明,所制备的g-C_3N_4纳米带与浓H_2SO_4发生了明显的质子化作用.相比体相g-C_3N_4,g-C_3N_4-H_2SO_4纳米带禁带宽度明显增大,光生电子-空穴对复合率有效降低.以亚甲基蓝为目标污染物,研究了g-C_3N_4-H_2SO_4纳米带在紫外光下的光催化活性,结果表明,g-C_3N_4-H_2SO_4纳米带在2 h内对水溶液中MB的降解率可接近100%,紫外光催化性能明显优于体相g-C_3N_4.     

凹凸棒石/g-C3N4-AgFeO2复合材料制备及其光催化性能

以凹凸棒石(简称凹土,ATP)为基体,通过原位化学法一步直接合成g-C_3N_4薄层材料,并将其有效固载于凹土表面(ATP/gC_3N_4),再通过原位沉淀法引入不同比例AgFeO_2纳米颗粒,构筑系列兼具磁分离特性和高效光催化活性的ATP/g-C_3N_4-AgFeO_2-Y复合光催化剂(Y=wATP/g-C_3N_4/(wATP/g-C_3N_4+wAg FeO_2)×100%,表示ATP/g-C_3N_4在ATP/g-C_3N_4-AgFeO_2复合材料中所占的质量百分数)。采用XRD、SEM、BET、UV-Vis、PL和ICP表征其结构和物化性能,以酸性红G(ARG)为目标降解物,研究其光催化性能。研究发现:通过形成Si-O-C键,g-C_3N_4薄层被均匀固定在凹土表面;AgFeO_2纳米颗粒均匀沉积于ATP/g-C_3N_4表面并形成Z型异质结,ATP/gC_3N_4-AgFeO_2-Y具有比ATP/g-C_3N_4和AgFeO_2更优异的可见光光催化性能,且随着ATP/g-C_3N_4含量的增大呈先升高而后下降的趋势;当Y=57%时复合材料的性能最佳,ATP/g-C_3N_4-AgFeO_2-57%对20 mg·L-1酸性红G的降解率可达97.4%,循环4次使用后,降解率仍保持94.2%。通过自由基捕获实验研究了光催化反应机理,发现·O2-是光催化过程的主要活性物种。     

Phase relations in the K2W2O7-K2WO4-KPO3-Bi2O3 system and structure of K6.5Bi2.5W4P6O34

The phase relations in the cross-section of the K₂W₂O₇-K₂WO₄-KPO₃ containing 15 mol% Bi₂O₃ were undertaken using flux method. Crystallization fields of K_6.5Bi_2.5W₄P₆O₃₄, K₂Bi(PO₄)(WO₄), Bi₂WO₆, KBi(WO₄)₂ and their cocrystallization areas were identified. Novel phase K_6.5Bi_2.5W₄P₆O₃₄ was characterized by single-crystal X-ray diffraction: sp. gr. P−1, a=9.4170(5), b=9.7166(4), c=17.6050(7) Å, α=90.052(5)°, β=103.880(5)° and γ=90.125(5)°. It has a layered structure, which contains {K₇Bi₅W₈P₁₂O₆₈}_∞ layers stacked parallel to ab plane and sheets composed by potassium atoms separating these layers. Sandwich-like {K₇Bi₅W₈P₁₂O₆₈}_∞ layers are assembled from [W₂P₂O₁₃]_∞ and [BiPO₄]_∞ building units, and are penetrated by tunnels with K/Bi atoms inside. FTIR-spectra of K₂Bi(PO₄)(WO₄) and K_6.5Bi_2.5W₄P₆O₃₄ were discussed on the basis of factor group theory.     

Sol-gel synthesis of K3InF6 and structural characterization of K2InC10O10H6F9, K3InC12O14H4F18 and K3InC12O12F18

K₃InF₆ is synthesized by a sol-gel route starting from indium and potassium acetates dissolved in isopropanol in the stoichiometry 1:3, with trifluoroacetic acid as fluorinating agent. The crystal structures of the organic precursors were solved by X-ray diffraction methods on single crystals. Three organic compounds were isolated and identified: K₂InC₁₀O₁₀H₆F₉, K₃InC₁₂O₁₄H₄F₁₈ and K₃InC₁₂O₁₂F₁₈. The first one, deficient in potassium in comparison with the initial stoichiometry, is unstable. In its crystal structure, acetate as well as trifluoroacetate anions are coordinated to the indium atom. The two other precursors are obtained, respectively, by quick and slow evaporation of the solution. They correspond to the final organic compounds, which give K₃InF₆ by decomposition at high temperature. The crystal structure of K₃InC₁₂O₁₄H₄F₁₈ is characterized by complex anions [In(CF₃COO)₄(OH_x)₂]^(5−2x)− and isolated [CF₃COOH_2−x]^(x−1)− molecules with x=2 or 1, surrounded by K⁺ cations. The crystal structure of K₃InC₁₂O₁₂F₁₈ is only constituted by complex anions [In(CF₃COO)₆]³⁻ and K⁺ cations. For all these compounds, potassium cations ensure only the electroneutrality of the structure. IR spectra of K₂InC₁₀O₁₀H₆F₉ and K₃InC₁₂O₁₂F₁₈ were also performed at room temperature on pulverized crystals.     

KCl-KBO2-K2CO3, K2MoO4-KBO2-K2CO3, and K2WO4-KBO2-K2CO3 ternary systems

phase diagrams of KCl-KBO₂-K₂CO₃, K₂MoO₄-KBO₂-K₂CO₃, and K₂WO₄-KBO₂-K₂CO₃ ternary systems were studied by a calculation-experimental method and differential thermal analysis (DTA). The coordinates of ternary eutectics were determined to be E ₁: 622°C, 8.5 mol % KBO₂, 56.5 mol % KCl, and 35 mol % K₂CO₃; E ₂: 710°C, 23 mol % KBO₂, 43 mol % K₂CO₃, and 34 mol % K₂MoO₄; E ₃: 710°C, 23 mol % KBO₂, 43 mol % K₂CO₃, and 34 mol % K₂WO₄. The specific heats of melting of the eutectics were determined.     

Solubility in the Na2Cr2O7-(NH4)2Cr2O7-K2Cr2O7-H2O system

Solubility in the Na₂Cr₂O₇-(NH₄)₂Cr₂O₇-K₂Cr₂O₇-H₂O four-component water-salt system at 25, 50, and 75°C was studied for the first time. Phase field boundaries for individual salts and potassium and ammonium dichromate solid solutions, monovariant lines, and invariant points were determined. Experimental data were used to optimize the looped isohydric process of potassium dichromate preparation involving additional salts.     

Li2SO4-Na2SO4-H2O和Li2SO4- K2SO4-H2O溶液的体积性质

本文用高精度数字式振荡管密度计测定了288K至318K温度范围内Li₂SO₄ + Na₂SO₄ + H₂O和 Li₂SO₄ + K₂SO₄ + H₂O三元体系的密度。混合溶液的离子强度范围从0.1到4.5 mol.kg_–1,混合溶液中Na₂SO₄和K₂SO₄的离子强度分数为0.2,0.4,0.6和0.8。用密度实验值拟合得到了不同温度下Pitzer离子相互作用模型混合参数θ_V和 ψ_V,模型的计算值与实验值的偏差在±0.002 g.cm_–3以内。用Pitzer模型计算了不同离子强度下三元体系的混合体积。     

NaBO2-NaCl-Na2CO3, NaBO2- Na2CO3-NaMoO4, NaBO2- Na2CO3-NaWO4, and NaBO2-NaCl-Na2WO4 ternary systems

The phase diagrams of the NaBO₂-NaCl-Na₂CO₃, NaBO₂-Na₂CO₃-Na₂MoO₄, NaBO₂- Na₂CO₃-Na₂WO₄, and NaBO₂-NaCl-Na₂WO₄ ternary systems were studied by a calculation-experimental method and differential thermal analysis. The coordinates of ternary eutectics were determined: E ₁: 612°C, 16 mol % NaBO₂, 42 mol % NaCl, and 42 mol % Na₂CO₃; E ₂: 568°C, 12 mol % NaBO₂, 28 mol % Na₂CO₃, and 60 mol % Na₂MoO₄; E ₃: 575°C, 12 mol % NaBO₂, 32 mol % Na₂CO₃, and 56 mol % Na₂WO₄; E ₄: 628°C, 8 mol % NaBO₂, 20 mol % NaCl, and 72 mol % Na₂WO₄; and E ₅: 655°C, 9 mol % NaBO₂, 53 mol % NaCl, and 38 mol % Na₂WO₄.     

Extension of the La7Mo7O30 structural type with La7Nb3W4O30 and La7Ta3W4O30 compounds

Two compounds of formula La₇A₃W₄O₃₀ (with A=Nb and Ta) were prepared by solid-state reaction at 1450 and 1490 °C. They crystallize in the rhombohedric space group R-3 (No. 148), with the hexagonal parameters: , and , . The structure of the materials was analyzed from X-ray, neutron and electronic diffraction. These oxides are isostructural of the reduced molybdenum compound La₇Mo₇O₃₀, which are formed of perovskite rod along [111]. An order between (Nb, Ta) and W is observed.     

Preparation and structure of NaSr0.5Al2B2O7 and NaCa0.5Al2B2O7

Two compounds NaSr_0.5Al₂B₂O₇ and NaCa_0.5Al₂B₂O₇, have been found to crystallize into a new structure type by Rietveld refinement from X-ray powder diffraction data. Their structure belongs to hexagonal space group P6₃/m, with lattice parameters of , for NaSr_0.5Al₂B₂O₇ and , for NaCa_0.5Al₂B₂O₇, respectively. The structure is built up by [Al₂B₂O₇]²⁻ double layer and Na⁺/Ca²⁺ or Na⁺/Sr²⁺ ions alternatively stacking along the c-axis. The sites in the inter-double layer are fully occupied jointly by Na and Ca or Sr, but the intra-double layer sites are only half occupied solely by Na. A mechanism of the transition of the structure from CaAl₂B₂O₇ to present structure type by replacing only 1% Ca by Na (2%) as observed by Chang and Keszler (Mater. Res. Bull. 33 (1998) 299) is also proposed.     

SnSbBiS4-SnS and SnSbBiS4-Sn2Sb6S11 sections of the SnS-Sb2S3-Bi2S3 ternary system

SnSbBiS₄-SnS and SnSbBiS₄-Sn₂Sb₆S₁₁ sections were studied by physicochemical methods (DTA, X-ray powder diffraction, microstructure observation, and microhardness measurements). These sections were found to be eutectic quasi-binary sections of the SnS-Sb₂S₃-Bi₂S₃ ternary system. Solid solution regions based on the initial components were found on either side of the sections. Alloys in the solid solution region are p-type semiconductors.     

Theoretical study of polyoxide clusters B20O30, Al20O30, V20O50, Si20O30H20, and Si20O30F20

The structural, electronic, and vibrational characteristics and energies of the isolated polyoxide clusters B₂₀O₃₀, Al₂₀O₃₀, V₂₀O₅₀, Si₂₀O₃₀H₂₀, and Si₂₀O₃₀F₂₀ and their complexes with the H⁻ ion and ammonia complexes Al₂₀O₃₀ · nNH₃ have been calculated by the density functional theory B3LYP method with different basis sets. The computation results show that the symmetric closo structure I _h with oxygen bridges located above the centers of the faces of an empty [M₂₀] dodecahedron is more favorable for V₂₀O₅₀, Si₂₀O₃₀H₂₀, and Si₂₀O₃₀F₂₀. For B₂₀O₃₀, the cage closo isomer is also more favorable than the other isomers, but its structure is severely distorted as compared to a dodecahedron and has a symmetry close to C ₃ . For Al₂₀O₃₀, the I _h structure corresponds to a high-lying local minimum of the potential energy surface. For Al₂₀O₃₀, a set of unusual puckshaped isomers of symmetry C _i , with different numbers of four-coordinate atoms ^IVAl and three-coordinate atoms ^IIIO, was localized; these structures are more than 90 kcal/mol more favorable than the dodecahedron I _h . The most favorable isomer of Al₂₀O₃₀ contains twelve four-coordinate atoms ^IVAl and four five-coordinate atoms ^VAl. The energies of dissociation of the most favorable M₂₀O₃₀ clusters into the M₂O₃ (C _2v ) and M₄O₆ (T _d ) fragments and, in the case of Al₂₀O₃₀, also into the Al₈O₁₂ (O _h ) and Al₁₂O₁₈ (D _3d ) fragments, have been estimated. The conclusion has been drawn that these clusters can, in principle, exist and can be experimentally detected in the isolated state. Analogous calculations have been performed for ammonia complexes Al₂₀O₃₀ · nNH₃ with n varying from 1 to 20. The effect of solvation on the relative stability of the dodecahedral and puckshaped isomers of the Al₂₀O₃₀ cluster is observed. The isomers with ammonia molecules in their first coordination sphere become much closer to one another on the energy scale; however, the dodecahedron remains a considerably less favorable intermediate. Original Russian Text ? O.P. Charkin, N.M. Klimenko, D.O. Charkin, 2008, published in Zhurnal Neorganicheskoi Khimii, 2008, Vol. 53, No. 4, pp. 624–635.