பிரசியோடைமியம்(III,IV) ஆக்சைடு

பிரசியோடைமியம்(III,IV) ஆக்சைடு
பெயர்கள்
	ஐயூபிஏசி பெயர் பிரசியோடைமியம்(III,IV) ஆக்சைடு
இனங்காட்டிகள்
சிஏஎசு எண்	12037-29-5
EC number	234-857-9
	InChI InChI=1S/11O.6Pr; Key: AICMLAQRDYRMRP-UHFFFAOYSA-N;
யேமல் -3D படிமங்கள்	Image
பப்கெம்	16211481
	SMILES O=[Pr]=O.O=[Pr]=O.O=[Pr]=O.O=[Pr]=O.O=[Pr]O[Pr]=O;
பண்புகள்
மூலக்கூறு வாய்பாடு	Pr6O11
வாய்ப்பாட்டு எடை	1021.44 கி/மோல்
தோற்றம்	அடர் பழுப்பு தூள்
அடர்த்தி	6.5 கி/மி.லி
உருகுநிலை	2,183 °C (3,961 °F; 2,456 K).
கொதிநிலை	3,760 °C (6,800 °F; 4,030 K)
தீங்குகள்
GHS pictograms
GHS signal word	எச்சரிக்கை
en:GHS hazard statements	H315, H319, H335
en:GHS precautionary statements	P261, P305+351+338
	Lethal dose or concentration (LD, LC):
LD50 (Median dose)	5000 மி.கி•கி.கி−1 எலி, வாய்வழி
	மாறுதலாக ஏதும் சொல்லவில்லை என்றால் கொடுக்கப்பட்ட தரவுகள் யாவும்; பொருள்கள் அவைகளின் இயல்பான வெப்ப அழுத்த நிலையில் (25°C, 100kPa) இருக்கும். வார்ப்புரு மேற்கோள்கள்

பிரசியோடைமியம்(III,IV) ஆக்சைடு (Praseodymium (III,IV) oxide) என்பது Pr₆O₁₁ என்ற மூலக்கூற்று வாய்ப்பாட்டால் விவரிக்கப்படும் ஒரு கனிம வேதியியல் சேர்மமாகும். இச்சேர்மம் நீரில் கரையாது^[2]. கனசதுர புளோரைட்டு கட்டமைப்பில் படிகமாகிறது^[3]. சுற்றுப்புற சூழல் மற்ரும் வெப்பநிலையில் பிரசியோடைமியம் ஆக்சைடுகளில் அதிக நிலைப்புத் தன்மை கொண்ட ஆக்சைடு வடிவம் இதுவாகும்^[4]. இதன் உருகுநிலை 2183 பாகை செல்சியசு வெப்பநிலையாகும்^[1]

கட்டமைப்பு

கனசதுர புளோரைட்டு கட்டமைப்பை பிரசியோடைமியம்(III,IV) ஆக்சைடு ஏற்றுக் கொள்கிறது என்பதை எக்சு-கதிர் படிகவியல் ஆய்வுகள், ஊடுருவி எதிர்மின்னி நுண்ணோக்கி ஆய்வு, அலகிடு எதிர்மின்னி நுண்ணோக்கி ஆய்வு முறைகள் உறுதிபடுத்துகின்றன^[3]^[5]. பிரசியோடைமியம் அயனிகள் Pr(III) மற்றும் Pr(IV) ஆகிய கலப்பு இணைதிறன் நிலைகளுடன் காணப்படும் ஓர் ஆக்சிசன் குறைவு பிரசியோடைமியம்(IV) ஆக்சைடு (PrO2) என்று இச்சேர்மத்தை கருதமுடியும். சேர்மத்தின் வினையூக்கிப் பண்பு இந்த ஆக்சைடை பல்வேறு பயன்பாடுகளுக்கு அடையாளமாக்குகிறது.

தயாரிப்பு

வெப்பத்தாற் பகுப்பு, உப்பு உருகல் முறை, சுண்ணமாக்கல் முறை வீழ்படிவாக்கல் முறை போன்ற திண்ம-நிலை தயாரிப்பு முறைகளில் பிரசியோடைமியம் ஆக்சைடு நுண் துகள்கள் பொதுவாக உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன^[3]^[4]. நடைமுறையில் எல்லா செயல்முறைகளிலும் படிகநிலை பிரசியோடைமியம்(III,IV) ஆக்சைடு நுண் துகள்கள் தயாரிப்பில் சுண்ணமாக்கல் படிநிலை ஒரு செயல் முறையாக மேற்கொள்ளப்படுகிறது.

சுண்ணமாக்கல்

குறிப்பாக பிரசியோடைமியம் நைட்ரேட்டு Pr(NO₃)₃•6H₂O ^[3]^[5] அல்லது பிரசியோடைமியம் ஐதராக்சைடு Pr(OH)₃ ^[6] சேர்மம் வழக்கமாக 500 பாகை செல்சியசு வெப்பநிலைக்கு மேலான உயர் வெப்பநிலையில் காற்றில் சூடுபடுத்தப்படும்போது பிரசியோடைமியம்(III,IV) ஆக்சைடு உருவாகிறது. பிற கரிம முன்னோடிச் சேர்மங்களான பிரசியோடைமியம் ஆக்சலேட்டு^[7] மற்றும் மலோனேட்டு^[8] போன்றவற்றை பயன்படுத்தியும் இதை தயாரிக்கலாம^[3]^[4]^[5]. ஆனால் நடைமுறையில் இவை குறைந்த அளவிலேயே பயன்பாட்டிலுள்ளன. தயாரிக்கப்பட்ட நானோ துகள்களின் துகள் வடிவம் அல்லது அணிக்கோவை அளவுரு போன்ற இயற்பியல் பண்புகள் சுண்ணமாக்கல் வினையின் வெப்பநிலை அல்லது கால அளவு போன்ற கணக்கீட்டு நிலைமைகளையும் அதே போல் வெவ்வேறு தயாரிப்பு முறைகளையும் சார்ந்துள்ளது. இதன் விளைவாக, விரும்பிய துல்லியமான உருவமைப்பைப் பெற பல தொகுப்பு வழிகள் ஆராயப்படுகின்றன,

பயன்கள்

பிரசியோடைமியம்(III,IV) ஆக்சைடு வினையூக்க வேதியியலில் பல சாத்தியமான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. மேலும் இதன் வினையூக்க செயல்திறனை மேம்படுத்த சோடியம் அல்லது தங்கம் போன்ற ஓர் ஆதரவு தனிமத்துடன் இணைத்து பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

மீத்தேனின் ஆக்சிசனேற்ற கொடுக்கிணைப்பு

கார்பன் டை ஆக்சைடு போன்ற தேவையற்ற உடன் விளைபொருள்கள் உருவாவதற்கு மாறாக சோடியம் அல்லது இலித்தியம் ஊக்குவிப்பு பிரசியோடைமியம்(III, IV) ஆக்சைடு வினையூக்கி மீத்தேன் உருவாக்கத்தில் நல்ல மாற்று விகிதத்தைக் காட்டுகிறது. இந்த வினைக்கான துல்லியமான வினைவழிமுறை இன்னும் விவாதத்தில் உள்ள நிலையில், ஈத்தேனாக உருவாகும் வினையூக்கியின் மேல் ஆக்சிசன் வாயுவானது மீத்தேனை குறிப்பாக மீத்தேன் இயங்குறுப்பாக செயலூக்க முன்மொழியப்பட்டுள்ளது. வினையூக்கியாலோ அல்லது தன்னிச்சையாகவோ ஈத்தேன் எத்தீனாக ஒடுக்கப்படுகிறது. Pr(III) மற்றும் Pr(IV) போன்ற பல்லிணைதிற ஆக்சிசனேற்ற நிலைகள் பெராக்சைடு எதிர்மின் அயனி (O22) என்ற வினைச் செயலூக்கம் நிறைந்த வினையூக்கியின் மறு உற்பத்தியை அனுமதிக்கின்றன.

ஏராளமான மீத்தேன் வாயுவை உயர் வரிசை ஐதரோகார்பன்களாக மாற்ற உதவும் என்பதால் இந்த வினை குறிப்பாக கவனத்தை ஈர்க்கிறது. ஏனெனில் இவை அதிக பயன்பாடுகளை வழங்குகின்றன. இதன் விளைவாக மீத்தேன் ஆக்சிசனேற்ற இணைப்பு என்பது பொருளாதார ரீதியாக ஒரு விரும்பத்தக்க செயல்முறையாக கருதப்படுகிறது.

இணை ஆக்சிசனேற்றம்

கார்பன் மோனாக்சைடிலிருந்து கார்பன் டை ஆக்சைடு மாற்றத்திற்கான, பிரசியோடைமியம்(III, IV) ஆக்சைடு வினையூக்கி வினைக்காக முன்மொழியப்பட்ட வினை வழிமுறையில் முதலில் கார்பன் மோனாக்சைடு வினையூக்கியின் மேற்பரப்பில் பிணைகிறது. இருபற் கார்பனேட்டு இதனால் உருவாகும். பின்னர் இது ஒருபல் கார்பனேட்டு இனமாக மாற்றமடைந்து கார்பன் டை ஆக்சைடாக சிதைவடைந்து வினையூக்க சுழற்சியும் நிறைவடையும். இருபற் கார்பனேட்டு ஒரு பல் கார்பனேட்டாக மாறும் செயல்முறையில் வினையூக்கியின் மேற்பரப்பில் ஆக்சிசன் காலியிடம் தோன்றுகிறது. பிரசியோடைமியம் அணு மையத்தின் கலப்பு இணைதிற நிலையின் உதவியால் இக்காலியிடம் உடனடியாக நிரப்ப்ப்படுகிறது. இதற்கான வினைவழிமுறை விளக்கப்படம் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளது^[5].

Praseodymium oxide-catalyzed CO oxidation mechanism

தங்கம் போன்ற ஊக்கிகளை வினையூக்கியுடன் சேர்க்கும்போது வெப்பநிலை 550 பாகை செல்சியசிலிருந்து 140 பாகை செல்சியசிற்கு குறைகிறது. இருப்பினும் இதற்கான வினைவழிமுறை இன்னும் தீர்மானிக்கப்படவில்லை. தங்கம் மற்றும் பிரசியோடைமியம்(III, IV) ஆக்சைடு இனங்களுக்கு இடையே ஒருங்கிணைந்த ஒத்துழைப்பு இருக்கலாமென நம்பப்படுகிறது^[9]. இந்த பயன்பாடு நச்சுத்தன்மை மிக்க கார்பன் மோனாக்சைடை நச்சற்ற கார்பன் டை ஆக்சைடாக மாற்றுவதில் பயனுள்ளதாக இருக்கும் என கருதப்படுகிறது^[10].

சிலிக்கா, சிர்க்கோண் போன்றவற்றுடன் பிரசியோடைமியம்(III, IV) ஆக்சைடு சேர்த்து பீங்கான் மற்றும் கண்ணாடிகளில் பயன்படுத்தப்படும் நிறமிகள் தயாரிப்பில் பயன்படுத்தப்படுகிறது^[11].

மேற்கோள்கள்

↑ ^1.0 ^1.1 ^1.2 "Praseodymium Oxide Nanoparticles (Pr6O11) – Properties, Applications". AZoNano.com. 2013-04-17. பார்க்கப்பட்ட நாள் 2018-03-15.
↑ "Praseodymium Oxide (Pr6O11)". www.reade.com. பார்க்கப்பட்ட நாள் 2018-03-15.
↑ ^3.0 ^3.1 ^3.2 ^3.3 ^3.4 Matović, Branko; Pantić, Jelena; Prekajski, Marija; Stanković, Nadežda; Bučevac, Dušan; Minović, Tamara; Čebela, Maria (2013). "Synthesis and characterization of Pr6O11 nanopowders". Ceramics International 39 (3): 3151–3155. doi:10.1016/j.ceramint.2012.09.098.
↑ ^4.0 ^4.1 ^4.2 Zinatloo-Ajabshir, Sahar; Salavati-Niasari, Masoud (2015). "Novel poly(ethyleneglycol)-assisted synthesis of praseodymium oxide nanostructures via a facile precipitation route". Ceramics International 41 (1): 567–575. doi:10.1016/j.ceramint.2014.08.105.
↑ ^5.0 ^5.1 ^5.2 ^5.3 Borchert, Yulia; Sonström, Patrick; Wilhelm, Michaela; Borchert, Holger; Bäumer, Marcus (2008). "Nanostructured Praseodymium Oxide: Preparation, Structure, and Catalytic Properties". The Journal of Physical Chemistry C 112 (8): 3054–3063. doi:10.1021/jp0768524. பன்னாட்டுத் தர தொடர் எண்:1932-7447.
↑ Ma, Lin; Chen, Weixiang; Zhao, Jie; Zheng, Yifeng; Li, Xiang; Xu, Zhude (2007). "Microwave-assisted synthesis of praseodymium hydroxide nanorods and thermal conversion to oxide nanorod". Materials Letters 61 (8–9): 1711–1714. doi:10.1016/j.matlet.2006.07.116.
↑ Hussein, Gamal A.M. (1994). "Formation of praseodymium oxide from the thermal decomposition of hydrated praseodymium acetate and oxalate". Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 29 (1): 89–102. doi:10.1016/0165-2370(93)00782-i. https://archive.org/details/sim_journal-of-analytical-and-applied-pyrolysis_1994-06_29_1/page/89.
↑ Muraishi, Kazuo; Yokobayashi, Hiroko; Nagase, Kenzo (1991). "Systematics on the thermal reactions of lanthanide malonates Ln2(C3H2O4)3 • nH2O in the solid state". Thermochimica Acta 182 (2): 209–217. doi:10.1016/0040-6031(91)80006-5. https://archive.org/details/sim_thermochimica-acta_1991-06-20_182_2/page/n37.
↑ Huang, P. X.; Wu, F.; Zhu, B. L.; Li, G. R.; Wang, Y. L.; Gao, X. P.; Zhu, H. Y.; Yan, T. Y. et al. (2006-02-01). "Praseodymium Hydroxide and Oxide Nanorods and Au/Pr6O11 Nanorod Catalysts for CO Oxidation". The Journal of Physical Chemistry B 110 (4): 1614–1620. doi:10.1021/jp055622r. பன்னாட்டுத் தர தொடர் எண்:1520-6106. பப்மெட்:16471724.
↑ Kim, Il Hee; Seo, Hyun Ook; Park, Eun Ji; Han, Sang Wook; Kim, Young Dok (2017-01-16). "Low Temperature CO oxidation over Iron Oxide Nanoparticles Decorating Internal Structures of a Mesoporous Alumina". Scientific Reports 7: 40497. doi:10.1038/srep40497. பன்னாட்டுத் தர தொடர் எண்:2045-2322. பப்மெட்:28091561. Bibcode: 2017NatSR...740497K.
↑ Kar, J. K; Stevens, R.; Bowen, C. R (2005). "Processing and characterisation of Pr–zircon pigment powder". Advances in Applied Ceramics 104 (5): 233–238. doi:10.1179/174367605X16699.

[azo-1] 1.0 ^1.1 ^1.2 "Praseodymium Oxide Nanoparticles (Pr6O11) – Properties, Applications". AZoNano.com. 2013-04-17. பார்க்கப்பட்ட நாள் 2018-03-15.

[2] "Praseodymium Oxide (Pr6O11)". www.reade.com. பார்க்கப்பட்ட நாள் 2018-03-15.

[Matović_2013-3] 3.0 ^3.1 ^3.2 ^3.3 ^3.4 Matović, Branko; Pantić, Jelena; Prekajski, Marija; Stanković, Nadežda; Bučevac, Dušan; Minović, Tamara; Čebela, Maria (2013). "Synthesis and characterization of Pr6O11 nanopowders". Ceramics International 39 (3): 3151–3155. doi:10.1016/j.ceramint.2012.09.098.

[Zinatloo-Ajabshir_2015-4] 4.0 ^4.1 ^4.2 Zinatloo-Ajabshir, Sahar; Salavati-Niasari, Masoud (2015). "Novel poly(ethyleneglycol)-assisted synthesis of praseodymium oxide nanostructures via a facile precipitation route". Ceramics International 41 (1): 567–575. doi:10.1016/j.ceramint.2014.08.105.

[Borchert_2008-5] 5.0 ^5.1 ^5.2 ^5.3 Borchert, Yulia; Sonström, Patrick; Wilhelm, Michaela; Borchert, Holger; Bäumer, Marcus (2008). "Nanostructured Praseodymium Oxide: Preparation, Structure, and Catalytic Properties". The Journal of Physical Chemistry C 112 (8): 3054–3063. doi:10.1021/jp0768524. பன்னாட்டுத் தர தொடர் எண்:1932-7447.

[6] Ma, Lin; Chen, Weixiang; Zhao, Jie; Zheng, Yifeng; Li, Xiang; Xu, Zhude (2007). "Microwave-assisted synthesis of praseodymium hydroxide nanorods and thermal conversion to oxide nanorod". Materials Letters 61 (8–9): 1711–1714. doi:10.1016/j.matlet.2006.07.116.

[7] Hussein, Gamal A.M. (1994). "Formation of praseodymium oxide from the thermal decomposition of hydrated praseodymium acetate and oxalate". Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 29 (1): 89–102. doi:10.1016/0165-2370(93)00782-i. https://archive.org/details/sim_journal-of-analytical-and-applied-pyrolysis_1994-06_29_1/page/89.

[8] Muraishi, Kazuo; Yokobayashi, Hiroko; Nagase, Kenzo (1991). "Systematics on the thermal reactions of lanthanide malonates Ln2(C3H2O4)3 • nH2O in the solid state". Thermochimica Acta 182 (2): 209–217. doi:10.1016/0040-6031(91)80006-5. https://archive.org/details/sim_thermochimica-acta_1991-06-20_182_2/page/n37.

[9] Huang, P. X.; Wu, F.; Zhu, B. L.; Li, G. R.; Wang, Y. L.; Gao, X. P.; Zhu, H. Y.; Yan, T. Y. et al. (2006-02-01). "Praseodymium Hydroxide and Oxide Nanorods and Au/Pr6O11 Nanorod Catalysts for CO Oxidation". The Journal of Physical Chemistry B 110 (4): 1614–1620. doi:10.1021/jp055622r. பன்னாட்டுத் தர தொடர் எண்:1520-6106. பப்மெட்:16471724.

[10] Kim, Il Hee; Seo, Hyun Ook; Park, Eun Ji; Han, Sang Wook; Kim, Young Dok (2017-01-16). "Low Temperature CO oxidation over Iron Oxide Nanoparticles Decorating Internal Structures of a Mesoporous Alumina". Scientific Reports 7: 40497. doi:10.1038/srep40497. பன்னாட்டுத் தர தொடர் எண்:2045-2322. பப்மெட்:28091561. Bibcode: 2017NatSR...740497K.

[11] Kar, J. K; Stevens, R.; Bowen, C. R (2005). "Processing and characterisation of Pr–zircon pigment powder". Advances in Applied Ceramics 104 (5): 233–238. doi:10.1179/174367605X16699.

[2]

[3]

[4]

[1]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]