najoNanosystems: Physics, Chemistry, MathematicsНаносистемы: физика, химия, математика2220-80542305-7971Университет ИТМОnajo-1225Research ArticleCHEMISTRYХИМИЯSyntheses of barium hydrofluoride and barium fluoride from nitrate water solutionsОсобенности синтеза гидрофторида и фторида бария из нитратных растворовЛугининаА. А.LugininaA. A.

Москва

Anna Luginina, Senior Research Fellow, Ph.D.

Moscow

aal@lst.gpi.ruФедоровП. П.FedorovP. P.

Москва

Pavel Fedorov, Head of Lab, Doctor, Professor

Moscow

ppf@lst.gpi.ruКузнецовС. В.KouznetsovS. V.

Москва

Sergey Kouznetsov, Senior Research Fellow, Ph.D.

Moscow

ksv@lst.gpi.ruМаяковаМ. Н.MayakovaM. N.

Москва

Mariya Mayakova, Junior Research

Moscow

manjakova@gmail.comВороновВ. В.VoronovV. V.

Москва

Valerii Voronov, Head of Sect., Senior Research Fellow, Ph.D.

Moscow

voronov@lst.gpi.ruБаранчиковА. Е.BaranchikovA. E.

Москва

Aleksandr Baranchikov, Senior Research Fellow, Ph.D.

Moscow

a.baranchikov@yandex.ruИнститут общей физики им. А.М.Прохорова РАНРоссияGeneral Physics Institute RASRussian FederationИнститут общей и неорганической химии им.Н.С.Курнакова РАНРоссияKurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of RASRussian Federation20121908202535125137Copyright © Luginina A.A., Fedorov P.P., Kouznetsov S.V., Mayakova M.N., Voronov V.V., Baranchikov A.E., 20252025Лугинина А.А., Федоров П.П., Кузнецов С.В., Маякова М.Н., Воронов В.В., Баранчиков А.Е.Luginina A.A., Fedorov P.P., Kouznetsov S.V., Mayakova M.N., Voronov V.V., Baranchikov A.E.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://nanojournal.ifmo.ru/jour/article/view/1225

   Reactions of barium nitrate water solutions with hydrofluoric acid were studied. Barium hydrofluoride BaF2.HF is the product of reaction at any ratio and concentrations of initial solutions. Barium fluoride BaF2 is formed under using of NH4F as precipitate agent and as a result of interaction of BaCO3 with HF solution. SEM and XRD analysis were used for characterization of phase composition and morphology of particles.

   Приводятся результаты исследования взаимодействия водных растворов нитрата бария и фтористоводородной кислоты. Обнаружено, что при взаимодействии независимо от стехиометрии и концентрации исходных растворов образуется гидрофторид бария BaF2·HF. Фторид бария формируется при использовании в качестве осадителя раствора NH4F или при взаимодействии BaCO3 с раствором HF. Методами растровой электронной микроскопии и рентгенофазового анализа изучены фазовый состав и морфология частиц.

нанофторидыфторид бариягидрофторид барияnanofluoridesbarium fluoridebarium hydrofluorideРабота выполнена в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы», ГК № 16.523.11.3005 от 12. 07. 2011 г. и ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, Соглашение №8029 от 11. 07. 2012 г.The work was carried out within the framework of the Federal Target Program "Research and Development in Priority Areas of Russia's Scientific and Technological Complex for 2007-2012", State Contract No. 16.523.11.3005 dated July 12, 2011, and the Federal Target Program "Scientific and Pedagogical Personnel of Innovative Russia" for 2009-2013, Agreement No. 8029 dated July 11, 2012ReferencesКузнецов С.В., Осико В.В., Ткаченко Е.А., Федоров П.П. Неорганические нанофториды и нанокомпозиты на их основе // Успехи химии. — T. 75, № 12. — 2006. — C. 1193–1211.Кузнецов С.В., Осико В.В., Ткаченко Е.А., Федоров П.П. Неорганические нанофториды и нанокомпозиты на их основе // Успехи химии. — T. 75, № 12. — 2006. — C. 1193–1211.Fedorov Р.P., Luginina A.A., Kuznetsov S.V., Osiko V.V. Nanofluorides // J. Fluorine Chem. — V. 132, № 12. — 2011. — P. 1012–1039Fedorov Р.P., Luginina A.A., Kuznetsov S.V., Osiko V.V. Nanofluorides // J. Fluorine Chem. — V. 132, № 12. — 2011. — P. 1012–1039Батыгов С.Х., Болясникова Л.С., Гарибин А.Е., Демиденко В.А., Дорошенко М.Е., Дукельский К.В., Лугинина А.А., Миронов И.А., Осико В.В., Федоров П.П. Сцинтилляционная керамика BaF<sub>2</sub>:Ce<sup>3+</sup> // Докл. РАН. — Т. 422, № 2. — 2008. — C. 323–325.Батыгов С.Х., Болясникова Л.С., Гарибин А.Е., Демиденко В.А., Дорошенко М.Е., Дукельский К.В., Лугинина А.А., Миронов И.А., Осико В.В., Федоров П.П. Сцинтилляционная керамика BaF<sub>2</sub>:Ce<sup>3+</sup> // Докл. РАН. — Т. 422, № 2. — 2008. — C. 323–325.Родный П.А., Гаин С.Д., Миронов И.А., Гарибин Е.А., Демиденко А.А., Селиверстов Д.М., Гусев Ю.И., Федоров П.П., Кузнецов С.В. Спектрально-кинетические характеристики кристаллов и нанокерамик на основе BaF<sub>2</sub> и BaF<sub>2</sub>:Ce // Физика твердого тела. — Т. 52, № 9. — 2010. — С. 1780–1784.Родный П.А., Гаин С.Д., Миронов И.А., Гарибин Е.А., Демиденко А.А., Селиверстов Д.М., Гусев Ю.И., Федоров П.П., Кузнецов С.В. Спектрально-кинетические характеристики кристаллов и нанокерамик на основе BaF<sub>2</sub> и BaF<sub>2</sub>:Ce // Физика твердого тела. — Т. 52, № 9. — 2010. — С. 1780–1784.Кузнецов С.В., Яроцкая И.В., Федоров П.П., Воронов В.В., Лаврищев С.В., Басиев Т.Т., Осико В.В. Получение нанопорошков твердых растворов M<sub>1-x</sub>R<sub>x</sub>F<sub>2+x</sub> (M = Ca, Sr, Ba; R=Ce, Nd, Er, Yb) // Ж. неорг. химии. — Т. 52, № 3. — 2007. — С. 364–369.Кузнецов С.В., Яроцкая И.В., Федоров П.П., Воронов В.В., Лаврищев С.В., Басиев Т.Т., Осико В.В. Получение нанопорошков твердых растворов M<sub>1-x</sub>R<sub>x</sub>F<sub>2+x</sub> (M = Ca, Sr, Ba; R=Ce, Nd, Er, Yb) // Ж. неорг. химии. — Т. 52, № 3. — 2007. — С. 364–369.Кузнецов С.В., Федоров П.П., Воронов В.В., Самарина К.С., Осико В.В. Синтез порошков Ba<sub>4</sub>R<sub>3</sub>F<sub>17</sub> (R – редкоземельные элементы) из водных растворов. // Ж. неорган. химии. Т. 55, № 4. — 2010. — С. 536–545.Кузнецов С.В., Федоров П.П., Воронов В.В., Самарина К.С., Осико В.В. Синтез порошков Ba<sub>4</sub>R<sub>3</sub>F<sub>17</sub> (R – редкоземельные элементы) из водных растворов. // Ж. неорган. химии. Т. 55, № 4. — 2010. — С. 536–545.Осико В.В., Кузнецов С.В., Федоров П.П., Воронов В.В. Способ синтеза однофазного нанопорошка фторида бария, легированного фторидом редкоземельного металла. Патент РФ № 2411185 с приоритетом от 29. 05. 09.Осико В.В., Кузнецов С.В., Федоров П.П., Воронов В.В. Способ синтеза однофазного нанопорошка фторида бария, легированного фторидом редкоземельного металла. Патент РФ № 2411185 с приоритетом от 29. 05. 09.Fedorov P.P., Mayakova M.N., Kuznetsov S.V., Voronov V.V., Ermakov R.P., Samarina K.S., Popov A.I., Osiko V.V. Co-Precipitation of Yttrium and Barium Fluorides from Aqueous Solutions // Materials Research Bulletin. — V. 47. — 2012. — C. 1794–1799.Fedorov P.P., Mayakova M.N., Kuznetsov S.V., Voronov V.V., Ermakov R.P., Samarina K.S., Popov A.I., Osiko V.V. Co-Precipitation of Yttrium and Barium Fluorides from Aqueous Solutions // Materials Research Bulletin. — V. 47. — 2012. — C. 1794–1799.Jane A.W., and Cady G.H. Solubility of Fluorides of Metals in Liquid Hydrogen Fluoride // J. Phys. Chem. — V. 56. — 1952. — P. 1106.Jane A.W., and Cady G.H. Solubility of Fluorides of Metals in Liquid Hydrogen Fluoride // J. Phys. Chem. — V. 56. — 1952. — P. 1106.Clifford A.F., and Morris A.G. The Hydrogen Fluoride Solvent System-II // J. Inorg. Nucl. Chem. — V. 5. — 1957. — P. 71–75.Clifford A.F., and Morris A.G. The Hydrogen Fluoride Solvent System-II // J. Inorg. Nucl. Chem. — V. 5. — 1957. — P. 71–75.Икрами Д.Д., Николаев Н.С. Система HF-BaF<sub>2</sub>-H<sub>2</sub>O при 0 ◦С // ЖНХ. — Т. 16. — 1971. — C. 804–808.Икрами Д.Д., Николаев Н.С. Система HF-BaF<sub>2</sub>-H<sub>2</sub>O при 0 ◦С // ЖНХ. — Т. 16. — 1971. — C. 804–808.Опаловский А.А., Федотова Т.Д., Соболев Е.В., Гранкина З.А. Исследование водородной связи в гидрофторидах щелочных и щелочноземельных металлов методом ИК-спектроскопии // Изв. СО АН СССР, сер. хим. — Т. 2, № 1. — 1968. — С. 107–109.Опаловский А.А., Федотова Т.Д., Соболев Е.В., Гранкина З.А. Исследование водородной связи в гидрофторидах щелочных и щелочноземельных металлов методом ИК-спектроскопии // Изв. СО АН СССР, сер. хим. — Т. 2, № 1. — 1968. — С. 107–109.Икрами Д.Д., Ручкин Е.Д., Николаев Н.С. Инфракрасные спектры кислых фторидов щелочноземельных элементов // Ж. структ. химии. — Т. 8, № 2. — 1967. — C. 307.Икрами Д.Д., Ручкин Е.Д., Николаев Н.С. Инфракрасные спектры кислых фторидов щелочноземельных элементов // Ж. структ. химии. — Т. 8, № 2. — 1967. — C. 307.Опаловский А.А., Федотова Т.Д., Габуда С.П., Икрами Д.Д. Исследование методом ЯМР гидрофторидов щелочноземельных металлов // Ж. структ. химии. — T. 9. — 1968. — C. 202.Опаловский А.А., Федотова Т.Д., Габуда С.П., Икрами Д.Д. Исследование методом ЯМР гидрофторидов щелочноземельных металлов // Ж. структ. химии. — T. 9. — 1968. — C. 202.Мороз Н.К., Панич A.M., Федотова T.Д., Габуда С.П. Исследование водородной связи в гидрофторидах щелочноземельных металлов методом ЯМР // Ж. структ. химии. — T. 20., № 5. — 1979. — C. 814-823.Мороз Н.К., Панич A.M., Федотова T.Д., Габуда С.П. Исследование водородной связи в гидрофторидах щелочноземельных металлов методом ЯМР // Ж. структ. химии. — T. 20., № 5. — 1979. — C. 814-823.Опаловский А.А., Федотова Т.Д. Гидрофториды. Новосибирск. — Наука, 1973. — 147 с.Опаловский А.А., Федотова Т.Д. Гидрофториды. Новосибирск. — Наука, 1973. — 147 с.Prevost H., Moret J., Anderson L., Lindqvist O. Hydrothermal Synthesis of Fluorated Single Crystals: BaMnF<sub>4</sub> and BaF<sub>2</sub>·HF // J. Fluor. Chem. — V. 21, № 1. — 1982. — P. 31.Prevost H., Moret J., Anderson L., Lindqvist O. Hydrothermal Synthesis of Fluorated Single Crystals: BaMnF<sub>4</sub> and BaF<sub>2</sub>·HF // J. Fluor. Chem. — V. 21, № 1. — 1982. — P. 31.Massa W. and Herdtweck E. Erdalkalihydrogenfluoeide SrF(HF<sub>2</sub>) und BaF(HF<sub>2</sub>) // Acta Cryst. — V. C39. — 1983. — P. 509–512.Massa W. and Herdtweck E. Erdalkalihydrogenfluoeide SrF(HF<sub>2</sub>) und BaF(HF<sub>2</sub>) // Acta Cryst. — V. C39. — 1983. — P. 509–512.Opalovsky A.A., Fedorov V.E., Fedorova T.D. Kinetics of the Thermal Decomposition of Alkaline Earth Metal Hydrofluorides // J. Therm. Anal. — V. 1. — 1969. — P. 301–310.Opalovsky A.A., Fedorov V.E., Fedorova T.D. Kinetics of the Thermal Decomposition of Alkaline Earth Metal Hydrofluorides // J. Therm. Anal. — V. 1. — 1969. — P. 301–310.Nikolaev A.V., Opalovsky A.A., Fedorov V.E., and Fedorova T.D. Thermal Properties of Hydrofluorides // J. Therm. Anal. — V. 6. — 1974. — P. 461–471.Nikolaev A.V., Opalovsky A.A., Fedorov V.E., and Fedorova T.D. Thermal Properties of Hydrofluorides // J. Therm. Anal. — V. 6. — 1974. — P. 461–471.Bunic T., Tramsek M., Goreshnik E., Zemva B. Barium Trihydrogen Tetrafluoride of the Composition Ba(H<sub>3</sub>F<sub>4</sub>)<sub>2</sub>: The First Example of Homoleptic HF Metal Environment // Solid State Sciences. — V. 8. — 2006. — P. 927–931.Bunic T., Tramsek M., Goreshnik E., Zemva B. Barium Trihydrogen Tetrafluoride of the Composition Ba(H<sub>3</sub>F<sub>4</sub>)<sub>2</sub>: The First Example of Homoleptic HF Metal Environment // Solid State Sciences. — V. 8. — 2006. — P. 927–931.Воронкова Е.М., Гречушников В.М., Дистлер Г.И., Петров И.П. Оптические материалы ИК-техники. — М.: Наука, 1965. — 335 с.Воронкова Е.М., Гречушников В.М., Дистлер Г.И., Петров И.П. Оптические материалы ИК-техники. — М.: Наука, 1965. — 335 с.Laval M., Moszynskii M., Allemand R. Barium Fluoride-Inorganic Scintillator for Subnanosecond Timing // Nucl. Instrum. and Meth. — V. 206, № 1. — 1983. — P. 169–176.Laval M., Moszynskii M., Allemand R. Barium Fluoride-Inorganic Scintillator for Subnanosecond Timing // Nucl. Instrum. and Meth. — V. 206, № 1. — 1983. — P. 169–176.Хакимова Д.К., Шарипов Д.Ш., Бадалов А.Б. Термическая стабильность и термодинамические функции гидрофторидов бария // Вестник СПбГУ. — T. 4, № 4. — 2010. — C. 7581.Хакимова Д.К., Шарипов Д.Ш., Бадалов А.Б. Термическая стабильность и термодинамические функции гидрофторидов бария // Вестник СПбГУ. — T. 4, № 4. — 2010. — C. 7581.Troyanov S.I., Morozov I.V., Snigireva E.M., Ling C.D., Kemnitz E. Neutron diffraction study of the HF adducts containing a hydrogen bond FH...O. // J. Solid State Chem. — V. 177. — 2004. — P. 3224–3228.Troyanov S.I., Morozov I.V., Snigireva E.M., Ling C.D., Kemnitz E. Neutron diffraction study of the HF adducts containing a hydrogen bond FH...O. // J. Solid State Chem. — V. 177. — 2004. — P. 3224–3228.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.