Синтез и свойства молибдата серебра (Ag₂MoO₄)

Введение

Молибдат серебра (Ag2MoO4), химическое соединение, представляет собой жёлтое кубическое кристаллическое вещество, часто используемое в производстве стекла. Его кристаллы демонстрируют два типа электронной структуры в зависимости от условий давления, которому подвергается кристалл. При комнатной температуре Ag2MoO4 проявляет кубическую структуру шпинельного типа, известную как β Ag2MoO4, которая является более стабильной в естественных условиях. Однако при воздействии высокого гидростатического давления формируется тетрагональная α Ag2MoO4 как метастабильная фаза.

Синтез и свойства

Исследования, опубликованные в 2015 году, сообщили о формировании α Ag2MoO4 путем осаждения из раствора в обычных условиях с использованием 3-бис(2-пиридил)пиразина (dpp) в качестве допирующего агента. Влияние pH исходного раствора на рост и формирование различных гетероструктур (метёлки, цветы и стержни) было исследовано Сингхом и др. и Фоджо и др., в которых боргидрид натрия использовался для индуцирования восстановления наночастиц серебра на поверхности кристаллов Ag2MoO4 с целью усиления рассеяния Рамана. В других исследованиях композиты Ag/Ag2MoO4, полученные методом микроволново-ассистированного гидротермального синтеза, проявили интересную фотокаталитическую активность в отношении разложения родамина B под воздействием видимого света. Кроме того, Ag2MoO4 в смеси с графитом действует как эффективная смазка для композитов на основе никеля, улучшая трибологические свойства этой системы. Для получения чистых кристаллов β Ag2MoO4 применяются различные методы синтеза, включая твердофазную реакцию или смешивание оксидов при высокой температуре, закалку расплава и метод Чохральского. В частности, эти методы синтеза требуют высоких температур, длительного времени обработки и/или сложного оборудования. Более того, конечные продукты могут состоять из частиц неправильной формы с неоднородным распределением по размерам, а также содержать вторичные фазы. В последние годы чистые кристаллы β Ag2MoO4 были синтезированы методом совместного осаждения, микроволново-ассистированного гидротермального синтеза, динамическим шаблонным методом с использованием полимеризации акриламида в качестве шаблона и методом импрегнации/кальцинации. В 2015 году в литературе сообщалось о формировании кристаллов β Ag2MoO4 с использованием различных химических растворителей в реакционной среде. Эти β Ag2MoO4 микрокристаллы были синтезированы методом осаждения с использованием нескольких полярных растворителей: деионизированной воды (H2O), метанола (CH4O), этанола (C2H6O), 1-пропанола (C3H8O) и 1-бутанола (C4H10O) при 60 °C в течение 8 ч. Рентгенодифракционный анализ (XRD), уточнение по методу Ритвельда и сканирующая электронная микроскопия с полевой эмиссией (FESEM) использовались для структурной и морфологической характеристики. Кроме того, некоторые исследователи изучали новые способы улучшения фотокаталитических свойств кристаллов β–Ag2MoO4 путем гидротермальной обработки при различных температурах (100, 120, 140 и 160 °C) в течение 2 ч и замещения атомов Ag на Zn с образованием микрокристаллов серебряного цинкомолибдата [β–(Ag2−2xZnx)MoO4] сонохимическим методом при 30 °C в течение 3 ч. Эти новые кристаллы способны разлагать органические катионные красители родамин B и анионные красители Remazol Brilliant Violet 5R.

Research published in 2015 reported the formation of α Ag2MoO4 by solution phase precipitation under ambient conditions, using 3 bis(2 pyridyl)pyrazine (dpp) as a doping agent. The influence of the pH of the starting solution on the growth and formation processes of distinct heterostructures (brooms, flowers and rods) was investigated by Singh et al. and Fodjo et al., in which sodium borohydride was employed to induce the reduction of silver nanoparticles on the surface of Ag2MoO4 crystals in order to enhance Raman scattering. In other studies, Ag Ag2MoO4 composites prepared by microwave assisted hydrothermal synthesis presented interesting photocatalytic activity for the degradation of rhodamine B under visible light. In addition, Ag2MoO4 mixed with graphite acts as a good lubricant for Ni based composites, improving the tribological properties of this system. Different synthetic methods have been employed to obtain pure β Ag2MoO4 crystals, including solid state reaction or oxide mixture at high temperature, melt quenching, and Czochralski growth. Particularly, high temperatures, long processing times, and/or sophisticated equipment are necessary in these synthetic routes. Moreover, the final products may be composed of irregular particle shapes with nonhomogeneous size distribution as well as contain the presence of secondary phases. In recent years, pure β Ag2MoO4 crystals have been synthesized by co precipitation, microwave assisted hydrothermal synthesis, a dynamic template route using polymerization of acrylamide assisted templates, and an impregnation/calcination method. In 2015, the literature reported the formation of β Ag2MoO4 crystals using different chemical solvents in the reaction medium. These β Ag2MoO4 microcrystals were synthesized by the precipitation method, employing several polar solvents: deionized water (H2O), methanol (CH4O), ethanol (C2H6O), 1 propanol (C3H8O) and 1 butanol (C4H10O) at 60 °C for 8 h. X ray diffraction (XRD), Rietveld refinements and field emission scanning electron microscopy (FESEM) were employed in structural and morphological characterizations. Moreover, some researchers have investigated new ways to improve the photocatalytic properties of β–Ag2MoO4 crystals through hydrothermal processing at different temperatures (100, 120, 140 and 160 °C) for 2 h and replacement of Ag atoms by Zn to formation of silver zinc molybdate [β–(Ag2−2xZnx)MoO4] microcrystals by a sonochemical method at 30 °C for 3 h. These new crystals were able to degrade the organic cationic dye rhodamine B and the anionic dye Remazol Brilliant Violet 5R