Preparation and structural investigation of alkaline-earth metal borophosphates
Toprak alkali metal borofosfatların hazırlanması ve yapılarının incelenmesi
- Tez No: 29401
- Danışmanlar: PROF. DR. MERAL KIZILYALLI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Metaphosphates of calcium and barium, borophosphates of alkaline-earth metals, IR and X-ray powder diffraction data of borophosphates and metaphosphates, crystal structure of M/jrBPOs and barium borophosphate
- Yıl: 1993
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 160
Özet
oz TOPRAK ALKALI METAL BOROFOSFATLARIN HAZIRLANMASI VE YAPILARININ İNCELENMESİ GÖZEL, Güller Doktora Tezi, Kimya Anabilimdah Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Meral KIZILYALLI Yardımcı Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Rudiger KNIEP Temmuz 1993, 141 sayfa. Bu çalışmada ilk olarak üç benzer bileşik M7/BPOs, (M=Ca, Sr, Ba) termal metod ile sentezlendi ve CaBPOs bileşiğinin ergime davranışı DTA ile be lirlendi. Ca, Sr, Ba benzer bileşikleri stillwellite CeBO[Si04] ile aynı yapıda olup kristal yapılarının incelenmesi Rietvelt metodu ile yapıldı. Her bileşiğin trigonal sistemde P3ı21 uzay grubu ve Z=3 ile kristallendiği gözlendi. Ca, Sr ve Ba benzer bileşiklerinin birim hücre boyutları sıra ile a=6.6799(2), c=6.6121(3) Â, V=255.51 Â3; a= 6.8488(1), c=6.8159(2) Â, V=276.88 Â3; a=7.10260, c= 6.98209 Â, V=305.04 Â3 olup bunlar X-ışınları toz diffraksiyon verilerinin değerlendirilmesi sonucu elde edildi. M^BPOg in kristal yapısı borfosfat kimyasına yeni bir yapı olarak kaydedildi. Bir sonraki aşamada da CaBPOs' in tek kristalinin hazırlanması amacı ile CaBPOs - (NH4)2HP04 ikili sisteminde dokuz kompozisyon ile 600°C de çalışıldı ve renksiz-iğne tipi Ca3(P5014)2 (yeni bileşik) tek kristalleri 3CaBP0s(s)+ 21(NH4)2HP04(s) - > Ca3(P50ı4)2(s) + 3BP04(s) + 11H3P04(£) + 42NH3(g) + 15H20(g) reaksiyonuna uygun olarak sentezlendi. Bu madde daha sonra a = 13.0946, b = 11.8999 c = 9.3504 Â, fi = 101.75°, V = 1426.42 Â3 olmak üzere uzay grubu P2j ve Z=10 hücre boyutlarında monoklinik sistemde indexlendi. vıDaha sonra M^BPC^, (M=Mg, Ca, Sr, Ba) tipi bor fosfatlar üzerinde çalışıldı. Bu çalışma aşağıda özetlendi. i- a-Mg3BP07 bileşiği MgHP04-3H20+ 2MgC03 + H3BO3 karışımın dan 1200°C de hazırlandı. Orthorombik sistemde uzay grubu Prnmm, Z = 4; a = 8.49, b = 4.88, c = 12.55 Â, V = 519.96 Â3 hücre boyutlarıyla indexlendi. Bu sonuçlar literatür verileriyle uyum sağlamaktadır. ii- Daha önce rapor edilmemiş Ca3B3(0H)154H20 bileşiğinin hücre boyutlarina çok yakın olan Ca8B3P5025 yeni üçlü bileşiği CaHP04'2H20 + 2CaC03 + H3B03 ve CaBP05 + 2CaC03 reaksiyonuyla 800°C hazırlandı. Monoklinik sis temde a=10.548, b=12.044, c=8.496 Â, 0 = 114.0°, V=986.02 Â3, uzay grubu P2/m, Z=2. parametreleriyle hesaplandı. Reaksiyona 1440°C de devam edildiğinde eritişten renksiz-iğne tipi bor içeren kalsiyum apatit, Ca9.g5B0.83P5.84O25.79, tek kristalleri büyütüldü. Bu madde trigonal hücrede uzay grubu P3, Z=l ile kristallenip hücre boyutları a=9.275, c=6.952 A, V=517.91 Â3 olarak hesaplandı. Fakat bor atomunun yüksek titreşimli olması nedeniyle borun doğru pozisyonları belirlenemedi. Bu nedenle kristal yapı tayini yapılamadı. İÜ- a-Sr3BP07, 1200°C de 3SrC03+H3B03+(NH4)2HP04 reaksiyonu ile sentezlendi. Birim hücre boyutlarının normal olarak o>Mg3BP07 bileşiğinin hücre boyutlarından daha büyük olduğu görüldü. Bunlar a=9.0561, b=9.7984, c=13.9531 Â, £=110.63°, V=1158.65 Â3, uzay grubu P2/m olarak hesaplandı ve bu değerler süper örgü oluşumu ile açıklandı. iv- a - Ba3BP07, 1400°C de 3BaC03 + H3B03 + (NH4)2HP04 reak siyonu ile sentezlendi ve yine hücre boyutlarının a- MgsBP07 bileşiğinin hücre boyutlarından daha büyük olduğu görüldü. Hücre boyutları monoklinik sistemde a = 11.7947, b = 9.6135, c = 12.9548 Â, Ş = 111.25°, V=1369.08 Â3, uzay grubu P2/m, Z=7 olarak hesaplandı. Bu değerler süper örgü oluşumu ile açıklandı. /3- Ba3BP07, 4BaC03+H3B03+3(NH4)2HP04 reaksiyonu ile 1300°C'de sentezlendi. Monoklinik sistemde hücre boyutları a=14.370, b=12.334, c=8.282 Â, £=97.25, vuV=1456.16 Â3, uzay grubu P2ı olarak hesaplandı. Ba0-B203-P205 üçlü sisteminde farklı sıcaklıklarda 23 compozisyon da ayrıca çalışıldı. Ürünler X-ışınları toz difraksiyonu ile incelendi. 10 adet bilinen ikili bileşikler daha önce rapor edilmemiş Ba(P03)2 bileşiğinin yeni modifikasyonu ve Ba3BP30ı2 yeni üçlü bileşiği elde edildi. Yeni ikili bileşik Ba(P03)2, 2BaC03+ H3B03+3(NH4)2HP04 katı hal reaksiyonu ile 800°C de hazırlandı. Bu madde a=9.4246, b=9.7201, c=7.5424 Â, V=690.93 Â3, uzay grubu Pmm2 veya Pmmm orthorombik hücre boyutlarında indexlendi Bu reaksiyona 1300°C devam edilerek Ba3BP30ı2 üçlü bileşiği renksiz- iğne/levha tipi kristaller şeklinde 1100°C de termal dengeye gelmesi için 24 saat ısıtılarak sentezlendi. Bu bileşiğin yapı tayini tek kristal X-ışınları metodları ile gerçekleştirildi. Uzay grubu Ibac olan ortorombik bileşiğin atomik düzenlemesi yapıldı ve hücre boyutları a=22.211(8), b=14.296(6), c=7.102(4)Â, V=2255.09Â3 olarak rapor edildi. Belirlenen kristal yapı yeni olup daha once rapor edilmemiştir. Son olarak, bu çalışmada elde edilen bütün yeni ürünler İR spek- troskopi çalışmaları ile desteklenmiştir. Anahtar Kelimeler : Kalsiyum ve baryumun metafosfatlan, toprak al kali metallerin borfosf atları, metafosfat ve borfosfatları İR ve X-ışmları toz difrak siyonu, M^BPOs' in kristal yapılan, baryum borfosfatin kristal yapısı. Bilim dalı sayısal kodu : 405.01.01 vm
Özet (Çeviri)
ABSTRACT PREPARATION AND STRUCTURAL INVESTIGATION OF ALKALINE-EARTH METAL BOROPHOSPHATES GÖZEL, Güller Ph. D. in Chemistry- Supervisor: Prof. Dr. Meral KIZILYALLI Co-suppervisor: Prof. Dr. Rudiger KNIEP July 1993, 141 pages. In the first section of this work, three isotypic compounds, M^BPOs, (M=Ca, Sr, Ba) were synthesized by thermal method and melting behaviour of CaBP05 was identified by DTA. The structure of Ca, Sr, Ba analogs which were isotypic with stillwellite CeBO[Si04] model, were investigated by Rietvelt method. It was observed that each compound crystallizes in trigonal cell with the space group P3i21, and Z=3. Cell parameters for Ca, Sr, Ba analogs, a=6.6799(2), c=6.6121(3) Â, V=255.51 Â3; a= 6.8488(1), c=6.8159(2) Â, V = 276.88 Â3; a=7.10260, c= 6.98209 Â, V=305.04 Â3 have been obtained from re finement of powder X-ray data. The crystal structure of MJ/BPOs is found to be a new type in borophosphate chemistry. In the second part, nine compositions in CaBPOs - (NH4)2HP04 bi nary system have been worked at 600° C for the purpose of single crystal prepara tion of CaBPOs. Colorless-needle type single crystals of a new binary compound, Ca3(P50u)2, was synthesized according to the following reaction: 3CaBP05(s)+21(NH4)2HP04(s) - ? Ca3(Ps014)2(s) + 3BP04(s) +llH3P04(f) + 42NH3(g) +15H20(g) It was indexed in monoclinic system with the cell pa rameters a=13.0946, b=11.8999, c=9.3504 Â, fi = 101.75°, V=1426.42 Â3, space group P2i and Z=10. mAnother type of alkaline-earth metal borophosphates, M^BPCv, (M= Mg, Ca, Sr, Ba) have been studied in the third section of this thesis. This work is given as follows: i- a-Mg3BP07 has been prepared with MgHP04-3H20+2MgC03 + H3BO3 powder mixture at 1200°C and indexed in orthorombic system with the cell dimensions a=8.49, b=4.88, c=12.55 Â, V=519.96 Â3, space group Pmmm, Z=4. Cell parameters were in good agrement with the literature data. ii- A new ternary compound, CasBsPgC^s, has been prepared with both CaHP04-2H20 + 2CaC03 + H3BO3 and CaBP05 + 2CaC03 solid-state reactions at 800°C. Its cell dimensions were very close to the cell dimensions of Ca3B3(OH)i5-4H20. The cell parameters have been calculated in monoclinic system with a = 10.548, b = 12.044, c=8.496 Â, Ş = 114.0°, V=986.02 Â3, space group P2/m, Z=2. When the reaction was continued at 1440°C colorless-needle type sin gle crystals of Ca-B-containing apatite, Ca9.93B0.83P5.84O2s.79, have been grown from the melt. It crystallized in a trigonal cell, space group P3, with Z=l. Cell parameters were a=9.275, c=6.952 Â, V=517.91 Â3. However, in the structure determination of this compound the correct positions of boron atoms couldn't be identified because of the high vibrational motion of the boron atoms. in- a-Sr3BP07 has been prepared with 3SrC03+H3B03+(NH4)2HP04 solid-state reaction at 1200°C and monoclinic cell parameters were found to be a=9.0561, b=9.7984, c=13.9531 Â, £=110.63°, V=1158.65 Â3, space group P2/m. It was observed that the cell parameters of this new compound are bigger than the cell parameters of a-Mg3BP07 and ascribed to super lattice formation. iv- a-Ba3BP07 has been synthesized with the powder mixture of 3BaC03+H3B03+(NH4)2HP04 reaction at 1400°C and monoclinic cell dimen sions were calculated as a = 11.7947, b = 9.6135, c = 12.9548 Â, 0 = 111.25°, V = 1369.08 Â3, space group P2/m, Z=7 and ascribed to super lattice formation. The £-Ba3BP07 has been synthesized with 4BaC03+H3B03+3(NH4)2HP04 reaction ivat 1300°C and indexed in monoclinic system. Cell dimensions were a=14.370, b=12.334, c=8.282 Â /3=97.25°, V=1456.16 Â3 and the space group was P2i. In BaO-B203-P205 ternary system 23 compositions at different tem peratures have been studied. The products have been investigated by XRD method. 10 well known binary compounds, a new modification of Ba(P03)2, /3-Ba3BPC>7 and a new ternary compound, Ba3BPsOi2 were obtained. The new binary compound, Ba(P03)2 has been prepared with 2BaC03 + H3B03+3(NH4)2HP04 solid-state reaction at 800°C and indexed in orthorom- bic system with the cell dimensions a=9.4246, b=9.7201, c=7.5424 Â, V=690.93 A3 and the space group Pmm2 and/or Pmmm. When the reaction was continued at 1300°C colorless-needle/plate type single crystals of the new ternary compound, Ba3BP30i2, has been syn thesized and annealed for 24 hours at 1100°C to reach thermal equilibrium. The structure determination of this compound has been established by single crys tal X-ray methods. An accurate determination of the atomic arrangement has been reported for this orthorombic, (space group Ibca), compound whose unit- cell dimensions are a=22.211(8), b=14.296(6), c=7.102(4) Â, V=2255.09 Â3. The crystal structure was also new type structure and which was not reported before in the literature. Finally, the existence of all the new products was supported by IR spectroscopy studies in this work.
Benzer Tezler
- Bazı spiro grubu bağlı makro halkalı eterlerin sentezleri
Synthesis of some spiro-linked crown ethers
HÜLYA TUNCER
- Yeni kumarin-crown eterlerin sentez yöntemleri
The Preparation of the novel coumarin-crown ethers
E. ESRA TİFTİKÇİ
- Li2O - ZnO - Al2O3 camlarının kontrollü kristalizasyonu ve cam seramiklerin karakterizasyonu
The Controlled crystallization of Li2O - ZnO - Al2O3 - SiO2 glasses and the characterization of glass ceramics
ENGİN MAYTALMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDEM DEMİRKESEN
- EMT zeolitinin sentezi ve farklı ıyon formlarının su tutma kapasıtesı üzerine etkisi
Synthesis of EMT zeolite and the effect of fifferent ion forms on water holding capacity
SEDAT DELEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇİĞDEM ORAL
- Bigadiç klinoptilolit rezervinin NH+4 değişimi ve CO2 adsorpsiyonu yardımıyla karekterizasyonu
Başlık çevirisi yok
AHMET SİRKECİOĞLU