Naslov
Praćenje tijeka procesa sol-gel sinteze cinkova titanata spektroskopskim metodama
(The monitoring of the sol-gel synthesis of zinc titanate using spectroscopic methods)

Autori
Očko, Tanja ; Mandić, Vilko ; Kurajica, Stanislav

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Sažeci sa skupova, sažetak, znanstveni

Izvornik
VIII. skup mladih kemijskih inženjera, knjiga sažetaka / Bolf, Nenad ; Šoljić Jerbić, Ivana - Zagreb : Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije Sveučilišta u Zagrebu, 2010

ISBN
978-953-6470-48-8

Skup
VIII. susret mladih kemijskih inženjera

Mjesto i datum
Zagreb, Hrvatska, 18.02.2010. - 19.02.2010

Vrsta sudjelovanja
Poster

Vrsta recenzije
Domaća recenzija

Ključne riječi
Cink titanat; sol-gel; FTIR; NMR
(Zinc titanate; sol-gel; FTIR; NMR)

Sažetak
Tijek procesa sol-gel sinteze cinkova titanata, Zn2TiO4, praćen je metodama 1H i 13C NMR spektroskopije te FTIR spektroskopije. U postupku sol-gel sinteze cinkova titanata kao prekursori rabljeni su cinkov nitrat heksahidrat, Zn(NO)2×6H2O i titanov n-butoksid, Ti(OC4H9)4, u odnosu 2:1. Zbog sklonosti alkoksida brzoj hidrolizi koja bi rezultirala precipitacijom hidroksida, brzina hidrolize kontrolirana je dodatkom kelatora, etil acetoacetata, C6H10O3. Kako stehiometrijski odnos kelatora i alkoksida definira otpornost kelata procesu hidrolize, da bi se izbjegla pre spora hidroliza, ovaj odnos bio je 1:1 što znači da je tek svaka četvrta butoksi grupa zamjenjena s etil acetoacetatom.  - ketoesteri, poput etil acetoacetata, imaju mogućnost premještanja vodikovog atoma između ugljika i karbonilnog kisika, stoga postoje u dvije forme ; keto i enolnoj. U čistom etil acetoacetatu stabilnija je keto forma, dok se u prisutnosti alkoksida stvara kelatni kompleks supstitucijom alkoksi grupa, te se ravnoteža pomiče prema enolnoj formi. Praćenjem odnosa među karakterističnim rezonancijskim maksimuma etil acetoacetata u 1H NMR spektrima ; maksimuma metilenskih protona pri ~3 ppm keto forme, odnosno vinilnih protona pri ~5 ppm enolne forme, moguće je steći uvid u proces stvaranja odnosno raspada kelata. Istovremeno, iz odnosa rezonancijskih maksimuma metilenskih protona za Ti vezanog n-butoksida pri ~4.3 ppm i slobodnog n-butanola pri ~3.6 ppm moguće je pratiti proces raspada Ti n-butoksida. Oba procesa indikator su napretka procesa hidrolize i kondenzacije, tj. napretka sol-gel procesa. Isto se postiže i praćenjem karakterističnih rezonacijskih maksimuma keto i enolne forme etil acetoacetata te vezanog n-butoksida i slobodnog n-butanola u 13C NMR spektrima. Iz podataka FTIR spektroskopije nedvojbeno ukazuju samo na proces stvaranja, odnosno raspada kelata. Na FTIR spektrima karakteristične vrpce keto forme etil acetoacetata pojavljuju se pri 1753-1718 cm-1 kao posljedica C=O rasteznih vibracija dviju karbonilnih grupa, umjesto njih za enolnu formu vezanu u kelat pojavljuje se vrpca pri ~1610 cm-1 zbog C-O vibracija enolne forme vezane na metal te vrpca pri ~1525 cm-1 zbog C-C vibracija u šestočlanom prstenu kompleksa. Utvrđeno je da se Ti(OC4H9)3(C6H9O3) kelat stvara gotovo trenutno te da do gotovo potpunog raspada kelata i u prisutnosti Zn(NO)2×6H2O, koji osigurava vodu potrebnu za hidrolizu, dolazi već za 1 dan. Uporabljene spektroskopske metode pokazale su se prikladnim za kvalitativni i kvantitativni uvid u proces keliranja, hidrolize i kondenzacije i pri određivanju vremena potrebnog za geliranje te potencijalno korisnim u optimizaciji procesnih uvjeta sol-gel sinteze.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemijsko inženjerstvo, Temeljne tehničke znanosti

POVEZANOST RADA