stringtranslate.com

Оксид рутения(IV)

Оксид рутения (IV) — неорганическое соединение с формулой Ru O 2 . Это черное твердое вещество — наиболее распространенный оксид рутения . Он широко используется в качестве электрокатализатора для получения хлора, оксидов хлора и O 2 . [1] Как и многие диоксиды, RuO 2 имеет структуру рутила . [2] [3]

Подготовка

Обычно его готовят путем окисления трихлорида рутения . Почти стехиометрические монокристаллы RuO 2 можно получить путем химического переноса паров , используя O 2 в качестве транспортного агента: [4] [5]

RuO2 + O2 ⇌ RuO4​

Пленки RuO 2 можно приготовить методом химического осаждения из паровой фазы (CVD) из летучих соединений рутения. [6] RuO 2 также можно приготовить методом электроосаждения из раствора трихлорида рутения. [7]

Электростатически стабилизированные гидрозоли чистого гидрата диоксида рутения были получены путем использования автокаталитического восстановления тетроксида рутения в водном растворе. Полученные популяции частиц могут контролироваться, чтобы включать в себя в основном монодисперсные, однородные сферы с диаметрами в диапазоне 40 нм - 160 нм. [8]

Использует

Оксид рутения (IV) используется в качестве основного компонента в катализаторе процесса Сумитомо-Дикона , который производит хлор путем окисления хлористого водорода . [9] [10]

RuO 2 может использоваться в качестве катализатора во многих других ситуациях. Примечательными реакциями являются процесс Фишера-Тропша , процесс Габера-Боша и различные проявления топливных элементов .

Амбициозные и нишевые приложения

RuO 2 широко используется для покрытия титановых анодов для электролитического производства хлора и для изготовления резисторов или интегральных схем . [11] [12] Резисторы из оксида рутения могут использоваться в качестве чувствительных термометров в диапазоне температур .02 < T < 4 K. Его также можно использовать в качестве активного материала в суперконденсаторах, поскольку он обладает очень высокой способностью переноса заряда. Оксид рутения обладает большой способностью хранить заряд при использовании в водных растворах. [13] Средние емкости оксида рутения (IV) достигли 650 Ф/г в растворе H 2 SO 4 и отожжены при температурах ниже 200 °C. [14] В попытках оптимизировать его емкостные свойства предыдущие работы рассматривали гидратацию оксида рутения, его кристалличность и размер частиц.

Ссылки

  1. ^ Миллс, Эндрю (1989). "Гетерогенные окислительно-восстановительные катализаторы для выделения кислорода и хлора". Обзоры химического общества . 18. Королевское химическое общество (RSC): 285. doi :10.1039/cs9891800285. ISSN  0306-0012.
  2. ^ Вайкофф, Р. У. Г. Кристаллические структуры , т. 1. Interscience, John Wiley & Sons: 1963.
  3. ^ Уэллс, А.Ф. (1975), Структурная неорганическая химия (4-е изд.), Оксфорд: Clarendon Press
  4. ^ Шефер, Харальд; Шнайдерайт, Герд; Герхардт, Вильфрид (1963). «Zur Chemie der Platinmetalle. RuO2 Chemischer Transport, Eigenschaften, thermischer Zerfall». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (на немецком языке). 319 (5–6). Уайли: 327–336. дои : 10.1002/zaac.19633190514. ISSN  0044-2313.
  5. ^ Роджерс, ДБ; Батлер, С.Р.; Шеннон, Р.Д. (1972). «Монокристаллы диоксидов переходных металлов». Неорганические синтезы . Т. XIII. С. 135–145. doi :10.1002/9780470132449.ch27. ISBN 9780470132449.
  6. ^ Pizzini, S.; Buzzanca, G.; Mari, C.; Rossi, L.; Torchio, S. (1972). «Подготовка, структура и электрические свойства толстых пленок диоксида рутения». Materials Research Bulletin . 7 (5). Elsevier BV: 449–462. doi :10.1016/0025-5408(72)90147-x. ISSN  0025-5408.
  7. ^ Ли, С. (2003). «Электрохромизм тонких пленок аморфного оксида рутения». Solid State Ionics . 165 (1–4): 217–221. doi :10.1016/j.ssi.2003.08.035.
  8. ^ МакМюррей, Х. Н. (1993). «Однородные коллоиды гидрата диоксида рутения, выделенные при поверхностно-катализируемом восстановлении тетраоксида рутения». Журнал физической химии . 97 (30): 8039–8045. doi :10.1021/j100132a038.
  9. ^ Фогт, Гельмут; Балей, Ян; Беннетт, Джон Э.; Винтцер, Питер; Шейх Саид Акбар; Галлоне, Патрицио (15 июня 2000 г.), «Оксиды хлора и хлоркислородные кислоты», Энциклопедия промышленной химии Ульмана , Вайнхайм, Германия: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, doi : 10.1002/14356007.a06_483, ISBN 3527306730
  10. ^ Seki, Kohei (29.05.2010). «Разработка катализатора RuO2/Rutile-TiO2 для промышленного процесса окисления HCl». Catalysis Surveys from Asia . 14 (3–4). Springer Science and Business Media LLC: 168–175. doi :10.1007/s10563-010-9091-7. ISSN  1571-1013. S2CID  93115959.
  11. ^ Де Нора, О. (1970). «Anwendung maßbeständiger aktivierter Titan-Anoden bei der Chloralkali-Elektrolyse». Химия Инжениор Техник . 42 (4). Уайли: 222–226. doi : 10.1002/cite.330420417. ISSN  0009-286X.
  12. ^ Iles, GS (1967). "Рутениево-оксидные глазурованные резисторы". Platinum Metals Review . 11 (4): 126.
  13. ^ Matthey, Johnson (2002). "Нанокристаллический рутениевый суперконденсаторный материал". Platinum Metals Review . 46 (3): 105. Архивировано из оригинала 2015-09-24 . Получено 2013-09-16 .
  14. ^ Ким, Ил-Хван; Ким, Кванг-Бум; Electrochem. Solid-State Lett., 2001 , 4 , 5, A62-A64

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Оксид рутения(IV) .