اکسید روتنیوم (IV) : خواص، روش سنتز و کاربردها

 

اکسید روتنیوم (IV) یک ترکیب شیمیایی معدنی می باشد که به شکل ماده جامد سیاه – آبی رنگ وجود دارد. این ترکیب، رایج ترین اکسید روتنیوم است که به طور گسترده ای به عنوان الکتروکاتالیست برای تولید کلر، اکسیدهای کلر و کاتالیزور O۲ استفاده می شود.

 

مانند بسیاری از دی اکسیدها، RuO۲ ساختار روتیل را می پذیرد. روتنیوم (IV) اکسید یک منبع روتنیم است که از نظر حرارتی بسیار نامحلول است که برای کاربردهای شیشه، نوری و سرامیک مناسب است و دارای ظرفیت زیادی برای ذخیره بار در محلول های آبی می باشد.

 

ترکیبات اکسیدی رسانای برق نیستند، با این حال، برخی از اکسیدهای ساختاری پروسکیت از نظر الکترونیکی رسانایی دارند. خلوص بالای (۹۹.۹۹۹٪) اکسید روتنیم (RuO۲·xH۲O) موجب کاربرد آن در کاتد سلول های سوختی اکسید جامد و سیستم های تولید اکسیژن می شود.

 

خواص و مشخصات شناسایی اکسید روتنیوم (IV)

 

خواص  مشخصات
شکل فیزیکی                                                      جامد سیاه – آبی فرمول شیمیایی                                                                  RuO۲
دانسیته                                                                 (g/cm۳)۶.۹۷ وزن مولکولی                                                     (g/mol)133.0688
نقطه جوش (تصعید)                                                     (۰C)1200 شماره (CAS No)                                                       ۱۲۰۳۶-۱۰-۱
حلالیت در آب                                                                   نا محلول ساختار کریستالی                                        روتیل (تتراگونال)،tP6

 

روش سنتز

 

اکسید روتنیوم ، سنتز

 

اکسید روتنیوم (IV) معمولاً توسط اکسیداسیون تری کلرید روتنیم تهیه می شود. تقریباً کریستال های استوکیومتری منفرد RuO۲ را می توان با انتقال بخار شیمیایی، با استفاده از O۲ به عنوان عامل حامل، بدست آورد:

 

RuO۲ + O۲ ⇌ RuO۴

 

لایه های نازک RuO۲ را می توان با رسوب بخار شیمیایی (CVD) از ترکیبات فرار روتنیوم تهیه کرد و همچنین می تواند از طریق آبکاری از محلول روتنیوم تری کلراید تهیه شود.

 

هیدروسل های تثبیت شده الکترواستاتیکی هیدرات دی اکسید روتنیم بکر با بهره برداری از کاهش اتوکاتالیستی تتروکسید روتنیوم در محلول آبی تهیه شده است. میزان ذرات حاصل ممکن است کنترل شود و شامل کره های یکنواخت و پراکنده با قطرهایی در محدوده ۴۰ نانومتر – ۱۶۰ نانومتر باشد.

 

شیمی سطح دی اکسید روتنیوم و آنالیزهای مربوطه، از تحقیقات بنیادی تا کاربردی گرفته در مقاله ای در سال ۲۰۱۲ میلادی منتشر شده است مورد مطالعه قرار گرفته است که با کلیک بر اینجا، شما عزیزان می توانید به فهرست و لینک آن دسترسی داشته باشید.

 

موارد استفاده اکسید روتنیوم (IV)

 

 

برنامه های کاربردی بالقوه

 

اکسیدهای رتنیم ترکیباتی هستند که حداقل حاوی یک آنیون اکسیژن و یک کاتیون فلزی هستند. آنها به طور معمول در محلول های آبی (آب) نامحلول هستند و بسیار پایدار هستند و در ساختارهای سرامیکی مانند تولید کاسه های سفالی تا قطعه های الکترونیک پیشرفته و در اجزای ساختاری با وزن سبک در هوا و فضا و کاربردهای الکتروشیمیایی مانند سلول های سوختی که در آنها رسانایی یونی دارند، مفید هستند.

 

ترکیبات اکسید فلز آنیدریدهای بازی هستند و بنابراین می توانند با واکنش اسیدها و با عوامل احیا کننده قوی در واکنش های اکسیداسیون واکنش نشان دهند. اکسید روتنیم همچنین در گلوله ها، قطعات، پودر، و نانو پودر موجود است.

 

اکسید روتنیوم (IV) به عنوان اصلی ترین عامل در کاتالیزور فرآیند Sumitomo-Deacon استفاده می شود که از طریق فرایند اکسیداسیون کلرید هیدروژن کلر تولید می کند. RuO۲ می تواند به عنوان کاتالیزور در بسیاری از شرایط دیگر مورد استفاده قرار گیرد. واکنش های قابل توجه فرآیند فیشر-تروپش، روند هابر-بوش و در مختلف سلول های سوختی می باشد.

 

برنامه های کاربردی بالقوه

 

 

موارد استفاده اکسید روتنیوم (IV)

 

RuO۲ به طور گسترده ای برای پوشش آندهای تیتانیوم برای تولید الکترولیت کلر و تهیه مواد مقاومتی یا در مدارهای مجتمع استفاده می شود. مواد مقاومتی اکسید روتنیم می توانند به عنوان دماسنج های حساس در محدوده دمای بیش از ۰.۲ تا ۴ درجه کلوین استفاده شوند.

 

این ماده همچنین می تواند به عنوان ماده فعال در ابر خازن استفاده شود زیرا دارای قابلیت انتقال بار بسیار بالایی است. اکسید روتنیوم در هنگام استفاده در محلول های آبی ظرفیت زیادی برای ذخیره بار دارد.

 

ظرفیت متوسط ​​اکسید روتنیوم (IV) در محلول H۲SO۴ به (F/g)650 رسیده و در دمای کمتر از ۲۰۰ درجه سانتی گراد آنیل می شود. تلاش برای بهینه سازی خواص خازنی آن، منوط به بررسی هیدراتاسیون اکسید روتنیوم، تبلور و اندازه ذرات آن می باشد.

 

بیشترین استفاده از کاتالیزور اکسیژن اکسید روتنیوم (IV) است که به عنوان یک ماده خازن فوق الکتروشیمیایی استفاده می شود و ظرفیت بالایی برای ذخیره شارژ دارد. این ماده با اکسید کننده ها، اسیدها، آبزیان، و حلال های آلی سازگار نیست.

 

 

جهت جستجوی محصولات شیمیایی اینجا جستجو کنید.

خرید مواد شیمیایی از این سایت تحت گارانتی دکتر شاهرضایی می باشد.