ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ ДЕГИДРАТАЦИИ ГИДРОКСИДА ОЛОВА НА ПРОЦЕССЫ ПРОТОННОГО ПЕРЕНОСА. 

Треглазов И.В., Добровольский Ю.А., Леонова Л.С.,

 Карелин А.И., Гребцова О.М.

Институт проблем химической физики РАН

Московский Государственный Университет им. М.В.Ломоносова

Целью данной работы было изучение зависимости удельной поверхности и параметров протонной проводимости гидратированного диоксида олова, полученного осаждением при различных pH от количества кристаллизационной воды. SnO₂•nH₂O получали осаждением из солянокислого раствора при контролируемом значении pH. Полученные образцы высушивались над CaCl₂до постоянной массы (от 1 до 6 месяцев) при фиксированной температуре. Количество кристаллизационной воды в полученных образцах незначительно уменьшается с повышением pH осаждения (от 1,75 при pH=4 до 1,49 при pH=7), тогда как удельная поверхность при этом убывает более чем на 2 порядка (от 95 до 0,6 м²/г). Проводимость практически не зависит от pH осаждения. Также близки между собой значения энергий активации проводимости (0,45±0,05эВ), кроме образца, полученного при pH=4, Е_акт которого в 2 раза ниже. ИК-спектры образцов также близки между собой и указывают на наличие в структуре молекулярной воды, подобной воде, находящейся в составе цеолитов или воды в жидком состоянии (максимумы при 3400 и 1640 см^-1). При дегидратации образцов их проводимость катастрофически уменьшается, в то время как энергия активации проводимости увеличивается незначительно. С увеличением степени дегидратации образцов в ИК-спектрах проявляются полосы, связанные с колебаниями гидроксогруппы. Максимум ν(OH) смещается от 3400 к 3200-3250 см^-1. Ни при каких условиях ни одна из форм гидратированного протона в ИК-спектре не фиксируется: отсутствует полоса при 1700 см^-1, относящаяся к деформационному колебанию OH комплекса H₃O⁺•xH₂O (x>1). Таким образом, ионный перенос в SnO₂•nH₂O осуществляется, в основном, по структурной, а не по поверхностной воде. Поверхностная вода принимает участие в процессе переноса изменяя проводимость образцов, тогда как механизм проводимости при этом, вероятно, остается прежним.

Работа выполнена при финансовой поддержки РФФИ (проект 01-03-97011).