Синтез и свойства РЗЭ-содержащих слоистых двойных гидроксидов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Головин Сергей Николаевич

• Головин Сергей Николаевич
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Головин Сергей Николаевич

Введение

1. Литературный обзор

1.1. Слоистые двойные гидроксиды, содержащие редкоземельные элементы

1.2. Методы синтеза слоистых двойных гидроксидов

2. Экспериментальная часть

2.1. Синтез СДГ

2.2. Рентгенофазовый анализ (РФА)

2.3. Энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия (ЭДС)

2.4. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС)

2.5. Инфракрасная Фурье-спектроскопия

2.6. Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ)

2.7. Термический анализ

2.8. Изучение СДГ в цикле дегидратация - регидратация

2.9. Рентгеновская спектроскопия поглощения

2.10. Исследование сорбционных свойств

2.11. Оценка каталитических свойств в реакции с ТМБ

2.12. Исследование фотокаталитических свойств

2.13. Исследование люминесцентных свойств

3. Обсуждение результатов

3.1. Получение слоистых двойных гидроксидов, содержащих катионы лантаноидов. Анализ их фазового состава, элементного состава и морфологии

3.2. Получение церийсодержащих слоистых двойных гидроксидов. Стабилизация церия в бруситоподобном слоя. Оценка их термической стабильности и способности к регидратации

3.3. Оценка специфических свойств РЗЭ-содержащих слоистых двойных гидроксидов: сорбционных, каталитических, люминесцентных, электрофизических

Заключение

Список использованных источников

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтез и свойства РЗЭ-содержащих слоистых двойных гидроксидов»

Введение

Актуальность и степень разработанности темы исследования.

Получение соединений с заданными свойствами является важной задачей неорганического синтеза. В этом отношении большим потенциалом обладают слоистые двойные гидроксиды (СДГ) - синтетические аналоги минерала гидроталькита [Mg6Al2(OH)l6](COз)•4H2O. Их структура представляет собой чередование положительно заряженных бруситоподобных октаэдрических металлгидроксидных слоев с пустотами, заполненными анионами и молекулами воды. Анионы компенсируют избыточный положительный заряд металлгидроксидных слоев. Общая формула слоистых двойных гидроксидов имеет вид [M(П)l-xM(ПГ)x(OH)2]x+[An-x/n•yH2O]x-, где М(11) и М(Ш) - двух- и трёхзарядные катионы металлов, Ап- - ^зарядный анион.

Одной из главных отличительных черт СДГ является композиционная гибкость, позволяющая получать вещества различного катионного и анионного состава, на основе которых в дальнейшем возможно создание качественно новых материалов. Вследствие наличия межслоевых пространств СДГ могут включать в себя различные молекулы, образуя супрамолекулярные интеркаляционные соединения. При прокаливании СДГ образуется смесь оксидов, которая имеет более высокую дисперсность, чем смеси, получаемые механическим путем. При помещении смеси оксидов в водный раствор соли изначальная слоистая структура восстанавливается. Данная особенность называется «эффектом памяти» и является уникальной для прокаленных форм СДГ.

В последние годы возрос интерес к слоистым двойным гидроксидам, содержащим в своей структуре катионы редкоземельных элементов (РЗЭ). Показано, что РЗЭ-СДГ обладают специфическими свойствами, в том числе -каталитическими, фотокаталитическими, оптическими, люминесцентными, электрическими, магнитными и др. На основе СДГ возможно создание активных антикоррозионных покрытий, люминофоров, контрастных веществ средств для

таргетной доставки лекарств. Благодаря своим диэлектрическим свойствам церийсодержащие СДГ нашли применение в суперконденсаторах.

РЗЭ-содержащие слоистые двойные гидроксиды изучены неполно и весьма неравномерно. Многие из РЗЭ-СДГ, описанных в научных публикациях, не являются однофазными, содержат примесные соединения. Основной проблемой при синтезе РЗЭ-содержащих слоистых двойных гидроксидов является сравнительно большой ионный радиус катионов лантаноидов. Это делает практически невозможным синтез СДГ, в которых единственным трехзарядным катионом является катион РЗЭ, а также ограничивает пределы допирования других гидроталькитоподобных СДГ катионами РЗЭ.

Цель исследования: синтез и изучение свойств слоистых двойных гидроксидов, содержащих в структуре бруситоподобных слоев трехзарядные катионы редкоземельных элементов - церия, празеодима, неодима, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия, лютеция. Задачи исследования:

• Синтез РЗЭ-содержащих гидроталькитоподобных слоистых двойных гидроксидов состава Ме2+/Л13+,РЗЭ3+ методом соосаждения с последующей гидротермальной обработкой.

• Определение химического и фазового состава синтезированных образцов, параметров кристаллической решетки, морфологии частиц.

• Исследование термической стабильности образцов РЗЭ-содержащих СДГ, фазового состава продуктов их термической деструкции, их способности к воссозданию слоистой структуры при регидратации («эффект памяти»).

• Выборочная оценка специфических свойств РЗЭ-содержащих СДГ (сорбционных, каталитических, фотокаталитических, люминесцентных, электрофизических).

Научная новизна исследования. Впервые получены и охарактеризованы слоистые двойные гидроксиды ряда гидроталькита, содержащие в металлгидроксидных слоях трехзарядные катионы гольмия и тулия. Двумя

различными методами подтверждена стабилизация трехзарядных катионов церия в гидроталькитоподобной структуре. Детально рассмотрены термические трансформации церийсодержащих СДГ, а также способность продуктов термических превращений восстанавливать слоистую структуру («эффект памяти»). Установлено, что церийсодержащий СДГ проявляет пероксидазоподобную активность (способность генерировать радикальные частицы из пероксида водорода).

Теоретическая и практическая ценность работы. Исследование расширяет существующие представления о химических свойствах редкоземельных элементов. Полученные данные могут быть использованы для синтеза, прогнозирования и направленного регулирования свойств новых соединений РЗЭ.

Практическая значимость работы заключается в разработке методик получения новых перспективных соединений, на основе которых могут быть получены материалы с ценными каталитическими. фотокаталитическими, сорбционными, люминесцентными и иными свойствами.

Работа выполнена в соответствии с тематикой грантов РФФИ № 18-43310011 «Синтез и исследование перспективных неорганических материалов на основе новых слоистых соединений церия (III)» и № 20-33-90178 «Синтез и исследование фотокаталитических, люминесцентных и электрофизических свойств РЗЭ-содержащих слоистых двойных гидроксидов и продуктов их термической деструкции».

Положения, выносимые на защиту:

• Экспериментальные подтверждения инкорпорирования трехзарядных катионов 13 различных редкоземельных элементов в гидроталькитоподобную структуру;

• Характеристики состава, параметров кристаллической решетки, морфологии частиц, термических превращений, поведения в цикле дегидратации-регидратации для слоистых двойных гидроксидов, содержащих трехзарядные катионы РЗЭ;

• Данные по стабилизации трехзарядных катионов церия в структуре слоистого двойного гидроксида;

• Результаты исследования сорбционных свойств церийсодержащих СДГ по отношению к красителю Конго красный;

• Результаты исследования фотокаталитических и люминесцентных свойств, пероксидазоподобной активности, определения ширины запрещенной зоны РЗЭ-содержащих СДГ.

Степень достоверности и апробация результатов работы.

Достоверность результатов обеспечена применением современных методов исследования, воспроизводимостью экспериментальных данных, взаимосогласованностью результатов, полученных различными методами, отсутствием противоречий современным представлениям неорганической химии. Основные результаты работы доложены и обсуждены на следующих конференциях и симпозиумах: The Russian cluster of conferences on inorganic chemistry «InorgChem-2018» (Астрахань, 2018 г.); XI International conference on chemistry for young scientists «Mendeleev 2019» (Санкт-Петербург, 2019 г.); XXXVIII Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2021 г.); II Международный симпозиум «Innovations in life sciences» (Белгород, 2020 г.); Всероссийский интернет-симпозиум с международным участием «Chemopolys 2020» (Воронеж, 2020 г.); III Международный симпозиум «Innovations in life sciences» (Белгород, 2021 г.); Catalyst Design: From Molecular to Industrial Level. 6th International School-Conference on Catalysis for Young Scientists (Новосибирск, 2021 г.); IX Всероссийская научная молодежная школа-конференция "Химия, физика, биология: пути интеграции" (Москва, 2022 г.); VI Всероссийский научный симпозиум «Физикохимия поверхностных явлений и адсорбции» (Плес, 2022 г.).

Публикации. Результаты работы опубликованы в 17 научных работах: 8 статьях (в том числе в 4 статьях в профильных журналах из Перечня рецензируемых научных изданий) и тезисах 9 докладов, представленных на

всероссийских и международных конференциях.

Личный вклад автора заключается в изучении и анализе литературных источников, разработке экспериментальных методик, подборе оптимальных условий проведения эксперимента, проведении экспериментальных исследований, анализе и обработке полученных результатов, формулировке выводов, участии в подготовке публикаций. Автор принимал непосредственное участие в постановке задач работы. Общее планирование работы и обсуждение результатов выполнены под руководством д.х.н., профессора Лебедевой О.Е.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, результатов и их обсуждения, заключения, списка литературы, включающего 1 22 наименования. Работа изложена на 110 страницах, содержит 55 рисунков и 11 таблиц.

1. Литературный обзор

1.1. Слоистые двойные гидроксиды, содержащие редкоземельные элементы

Слоистые двойные гидроксиды (СДГ), иначе называемые гидроталькитоподобными соединениями или анионными глинами, - класс природных и синтетических неорганических соединений, структура которых представляет собой систему из положительно заряженных металлгидроксидных бруситоподобных октаэдрических слоев, перемежающихся прослойками из анионов и молекул воды (Рисунок 1.1). Стабильность структуры обусловлена электростатическим взаимодействием между гидроксидными слоями и межслоевыми анионами [1, 2]. Первым обнаруженным и описанным слоистым двойным гидроксидом стал минерал гидроталькит [М£бАЬ(0Н)1б](С0з)4Н20. Он встречается в природе и синтезирован в лабораторных условиях.

Общая формула слоистых двойных гидроксидов имеет вид [М(П)ьх M(Ш)x (ОН)2]х+ [Ап-х/пуШОГ-. В этой формуле М(П) и М(Ш) - катионы двух- и трёхвалентных металлов соответственно, а Ап- - п-валентный анион. Существует большое количество различных вариаций таких слоистых структур, зависящих от природы катионов, их молярного соотношения, а также типа анионов. Наиболее

Рисунок 1.1 — Структура слоистого двойного гидроксида

подходящим для синтеза признан диапазон 0,2 < х < 0,33, то есть отношение M2+/M3+ в промежутке от 2:1 до 4:1. При х > 0,33 увеличение числа соседних октаэдров, содержащих M3+, приводит к образованию гидроксида состава M(OH)з. Аналогично, при х < 0,2 образуется M(OH)2 [1, 3]. Композиционная вариативность принадлежит к наиболее важным свойствам слоистых двойных гидроксидов. Так, известны СДГ, в которых в качестве M2+ использовались Mg, Zn, Fe, Со, Ni, Cu, Sn, Mn, Pd, Pt, Cd, а в качестве M3+ - Al, Fe, О", Mn, Ga, In, Bi. Как правило, главное, чтобы радиусы катионов отличались не больше, чем в полтора раза [4]. Помимо собственно слоистых двойных гидроксидов, весьма важными соединениями являются продукты их термической деструкции -слоистые двойные оксиды (СДО). Интерес к термическим трансформациям СДГ обусловлен тем, что получающаяся в результате прокаливания смесь оксидов имеет более высокую дисперсность, чем у смесей, получаемых механическим методом.

Уникальной особенностью СДО является так называемый «эффект памяти» - способность к регидратации с реструктуризацией (возвращением слоистой структуры) после помещения в водные растворы солей. Одни из первых работ, в которых описывался этот эффект и его практические возможности, были [5, 6]. Авторы показали, что при обработке Mg/Al-СДО разбавленным раствором соли происходит гидратация смеси оксидов с образованием СДГ. «Эффект памяти» обусловлен сорбцией воды, образующей металлгидроксидные слои, с последующим внедрением молекул воды и анионов в межслоевое пространство. На процесс регидратации существенное влияние оказывают температура прокаливания и химический состав исходного СДГ. Процесс восстановления структуры осложняется при увеличении температуры прокаливания исходного соединения, поскольку увеличение температуры приводит к диффузии двухвалентного катиона в тетраэдрические позиции, что способствует формированию устойчивых шпинельных фаз [7].

Широкий выбор катионов, возможность интеркаляции различных анионов или молекул, а также регулируемое соотношение М2+/М3+ открывают большие

возможности для получения на основе СДГ функциональных материалов с заданными свойствами, что обуславливает обширную область применения слоистых двойных гидроксидов и их производных, в первую очередь, двойных оксидов. Одним из наиболее перспективных направлений для их потенциального практического приложения является гетерогенный катализ [8]. Например, в качестве катализатора они могут применяться в синтезе Фишера-Тропша [9], для селективной конверсии ацетона [10], фотокаталитической конверсии СО2 в метанол [11], гидроксилирования фенола [12] метанолиза соевого масла [13]. Каталитические свойства СДГ могут быть использованы для решения определенных экологических задач, таких как селективное каталитическое восстановление оксидов азота NOx [14] и фотодеградация гербицидов, в частности, 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты [15].

Слоистые двойные гидроксиды известны и своими анионообменными свойствами [16]. Учитывая большую площадь поверхности, возможно их применение в качестве анионообменников и адсорбентов для очистки сточных вод от неорганических и органических контаминантов, в том числе от радионуклидов [17]. Благодаря наличию межслоевого пространства, в структуру СДГ способны интеркалировать различные фармацевтические препараты, биополимеры, а также некоторые биомолекулы, что позволяет использовать их в биомедицине для адресной доставки лекарств [3, 18]. Активно исследуются электрохимические свойства: различные СДГ, в основном образованные катионами переходных металлов, и их производные могут успешно применяться для преобразования и хранения энергии. Довольно перспективным направлением в этой области является изготовление электродов для суперконденсаторов [19, 20]. Ведется работа по созданию на основе СДГ многофункциональных композитных материалов, обладающих магнитными свойствами [21, 22]. Предполагается, что в некоторых из них магнетизм возможно совместить со сверхпроводимостью [23]. Существуют и иные области приложения слоистых двойных гидроксидов, например, инициация полимеризации [24], получение фотохромных материалов [25] и керамических пигментов [26].

В связи с работой над созданием на основе слоистых двойных гидроксидов новых функциональных гибридных материалов, большой интерес представляет их допирование редкоземельными элементами (РЗЭ), в особенности, лантаноидами. Как известно, к лантаноидам относится семейство из 14 элементов с атомными номерами от 58 (церий) до 71 (лютеций), у которых заполняется 4/ подуровень. Из них прометий является радиоактивным элементом и не имеет стабильных изотопов. С увеличением атомного номера радиусы атомов и ионов лантаноидов монотонно уменьшаются (лантаноидное сжатие) (Таблица 1.1). Это объясняется общей закономерностью кулоновского сжатия оболочки при увеличении заряда ядра и числа электронов на ней.

Таблица 1.1 — Ионные радиусы катионов лантаноидов, КЧ = 6 [27]

Ln3+ Ce3+ Pr3+ ш3+ Sm3+ Eu3+ Gd3+ Tb3+

г, нм 0,102 0,102 0,100 0,097 0,099 0,096 0,094

Ln3+ Dy3+ Ш3+ Er3+ Yb3+ Lu3+

г, нм 0,092 0,093 0,092 0,092 0,092 0,091

Наиболее устойчива для всех РЗЭ степень окисления +3. У лантаноидов она реализуется путем перехода одного /-электрона на ^-подуровень с последующей потерей трех электронов (5^16^2). Остальные /-электроны экранированы внешними слоями и слабо влияют на химические свойства, что приводит к химическому сходству лантаноидов. Некоторые элементы проявляют и другие степени окисления. Например, степень окисления +4 характерна для тех лантаноидов, которые приобретают устойчивую электронную конфигурацию (Д У7, /14) с потерей четвертого электрона. К ним однозначно относятся церий и тербий, реже подобные свойства проявляют празеодим, диспрозий и гольмий. Для некоторых элементов (Ей, Бш, УЬ) довольно устойчива степень окисления +2 [28]. От церия к лютецию непрерывно понижается основность оксидов элементов, что обуславливает различие в растворимости солей лантаноидов и в устойчивости их комплексных соединений. Лантаноиды и их соединения известны своими

выраженными оптическими [29], каталитическими [30], электрическими [31], магнитными [32] свойствами.

Сравнительно недавно были синтезированы слоистые гидроксиды редкоземельных элементов [33] - новый класс неорганических анионообменных материалов, представляющий самостоятельный интерес. В настоящем обзоре мы не рассматриваем эти соединения, ограничивая анализ публикациями, посвященными включению редкоземельных элементов в гидроталькитоподобные структуры.

К настоящему времени допированные лантаноидами, и редкоземельными элементами в целом, слоистые двойные гидроксиды изучены неполно и весьма неравномерно. Для большинства РЗЭ представленная в научной литературе информация об их включении в гидроталькитоподобные структуры крайне скудна. Из общей картины несколько выбиваются лантан, церий и европий, однако содержащие их СДГ также исследованы далеко не исчерпывающе [34]. Более того, зачастую получаемые образцы СДГ не являются однофазными, а содержат примеси, главным образом, оксиды и гидроксиды соответствующих элементов. Так как во многих работах СДГ синтезируют как прекурсоры для дальнейшего получения смешанных оксидов путем прокаливания, их фазовая чистота не играет существенной роли, но в тех случаях, когда необходимы именно гидроталькитные структуры, наличие примесей, скорее всего, окажет негативное воздействие.

Среди допированных лантаноидами слоистых двойных гидроксидов наиболее изученными являются церийсодержащие, которые чаще всего рассматриваются в качестве перспективных катализаторов и прекурсоров катализаторов. Связано это с тем, что добавление 41 электронных структур, в частности Се3+ (41"^°) и Се4+ (4^^°), может приводить к появлению фотокаталитических и оптических свойств. Ионы Се4+ могут действовать как поглотитель фотогенерированных электронов, а также как сильная кислота Льюиса, и даже превосходят по этим параметрам 02^-. Таким образом, церий уменьшает рекомбинацию электронно-дырочных пар, улавливая фотоэлектроны и

усиливая генерацию радикалов ОН за счёт накопления фотогенерированных дырок [35, 36]. В работе [37] образцы СДГ состава 7и/Л1Се с различным содержанием церия (3,5, 5 и 10 моль.%) были получены методом соосаждения из нитратов соответствующих металлов (Рисунок 1.2).

ей

с

(D

1 1 J

. .1 J 1 »1 ^.À А » ii .

L.. J к ZnAl 100°С ZnAICe 3.5% 100°С ZnAICe 5% 100°С ZnAICe 10% 100°С

10

20

30

40

50

60

2 theta (degree)

Рисунок 1.2 — Порошковые рентгеновские дифрактограммы 7и/Л1Се-СДГ [37] Инкорпорирование церия в гидроксидные слои можно оценить по дифрактограммам рентгенофазового анализа (РФА), свидетельствующим о деформации в кристаллографическом направлении (110) при увеличении концентрации церия, а также по данным рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, подтверждающей наличие катионов Се3+. Авторы сообщают, что введение церия улучшает фотокаталитические свойства гидроталькитоподобных материалов. Сравнивая результаты фотодеградации фенола в присутствии 7и/Л1-и 7и/Л1Се-СДГ, авторы сделали вывод, что лучший результат показал образец с содержанием церия 5%. Следует отметить, что при внимательном рассмотрении

на дифрактограммах церийсодержащих образцов можно различить слабые рефлексы, не соответствующие структуре типа гидроталькита. Скорее всего, они принадлежат карбонату церия, так как в качестве осаждающего агента использовался карбамид, который при гидролизе создает восстановительную аммиачную атмосферу, и формирование оксида церия (IV) Се02 маловероятно.

Примером синтеза однофазных церийсодержащих слоистых двойных гидроксидов может служить работа [38]. В ней методом соосаждения, совмещенного с микроволново-гидротермальной обработкой, были получены СДГ состава №М£/А1-КЕ (ЯЕ = Ьа, Се и Ш) с модифицированной стеаратом натрия поверхностью. По результатам РФА выявлено, что катионы редкоземельных элементов способствуют снижению кристалличности СДГ, а также уширяют базальное расстояние. Все РЗЭ-содержащие образцы показали улучшенную гидрофобность. Лантан-содержащий образец лучше адсорбировал стеарат, а его композит с этиленвинилацетатом продемонстрировал лучшую огнестойкость и механические свойства. О получении однофазных церийсодержащих СДГ сообщают и в [39]. СДГ состава 7п/А1Се-Ы0з были синтезированы методом соосаждения в азотной атмосфере, а затем нитраты были обменены на молибдат- и ванадат-анионы. На дифрактограммах образцов наблюдаются все характеристичные для гидроталькитной структуры рефлексы, а нитратные формы весьма хорошо окристаллизованы. Анионный обмен приводит к сильному падению интенсивности всех рефлексов. В дальнейшем данные СДГ были включены в гибридное золь-гель покрытие на алюминиевом сплаве для оценки ингибирования коррозии. Также в гидротермальных условиях была получена серия однофазных №/А1Се-СДГ с соотношениями Се3+/(Се3+ + А13+) = 5, 10, 15 и 20% [40]. Авторы отмечают, что допирование церием не изменяет кристаллическую структуру (Рисунок 1.3). С ростом концентрации церия на дифракционной картине наблюдается смещение рефлексов в сторону меньших углов, а параметры и объем ячейки увеличены по сравнению с никель-алюминиевым СДГ. Эти данные указывают на успешное включение атомов церия в структуру типа гидроталькита. Обнаружено, что полученные материалы

проявляют фотокаталитическую активность в реакции восстановления С02 до СН4, а введение церия способствует как усилению поглощения в видимой области, так и разделению носителей заряда.

20 / degree

Рисунок 1.3 — Порошковые рентгеновские дифрактограммы Ni/AlCe -СДГ [40] Ещё одна серия примечательных церийсодержащих слоистых двойных гидроксидов получена в работе [41]. Mg/FeCe-СДГ с различным соотношением Fe:Ce (1:0, 0.95:0.05, 0.85:0.15, 0.75:0.25, 0.55:0.45 и 0:1) были синтезированы методом соосаждения с последующей гидротермальной обработкой. У образцов с содержанием церия 5% и 15% отмечается довольно высокая кристалличность и отсутствие рефлексов посторонних фаз (Рисунок 1.4). При больших концентрациях церия наблюдается существенное снижение кристалличности, а также появления примесей. Для состава Mg/Ce слоистой структуры не обнаружено. Также отмечается, что с ростом концентрации церия увеличиваются параметры решетки a и с. Параметр a главным образом зависит от среднего

радиуса катионов и его увеличение ожидаемо, так как катионы Ce3+ больше, чем Fe3+. Параметр с связан с толщиной октаэдрических слоев, размером анионов и их ориентацией и электростатическим взаимодействием между слоями. Его рост авторы объясняют более низкой поляризующей способностью ионов церия, что приводит к понижению электростатического притяжения между слоями и анионами и, как следствие, уширению межслоевого пространства.

Рисунок 1.4 — Порошковые рентгеновские дифрактограммы MgзFexCel-x-СДГ (от LDH-1 до LDH-6 в порядке увеличения содержания Ce) [41] В качестве примеров успешного синтеза церийсодержащих слоистых двойных гидроксидов отметим также работы [42] и [43]. В первой был получен однофазный MgCu/AlCe-СДГ. Примечательно, что в данном случае допирование привело к уменьшению параметра с, что авторы также связывают с изменением электростатического взаимодействия. Zhu и др. исследовали фотокаталитическую активность смешанных оксидов, полученных из Zn/AlCe-СДГ. На дифрактограммах синтезированных ими образцов наблюдается весьма слабый

рефлекс, не относящийся к гидроталькитной структуре, но усиливающийся с увеличением концентрации церия, что позволяет связать его с Се02.

Церийсодержащие СДГ весьма часто содержат примесные соединения, такие как гидроксиды и карбонаты церия [37, 44, 45]. Синтезу однофазных образцов препятствует, помимо большого катионного радиуса, возможность окисления катионов Се3+ до четырехвалентного состояния с образованием оксида церия (IV). Как уже отмечалось выше, зачастую это не играет существенной роли, так как такие СДГ используются в качестве прекурсоров для получения смешанных оксидов (СДО) путем прокаливания. Церийсодержащие СДО обладают весьма ценными свойствами и являются важным объектам исследований. Например, в работе [46] путем прокаливания СДГ соответствующих составов была получена серия Mg/A1Ce-СДО с различными соотношениями Се3+/А13+ (0,4; 0,6; 0,8 и 1,0) для изучения селективного каталитического окисления сероводорода. Отмечается, что катализаторы показали превосходную каталитическую активность, достаточную долговечность и высокую селективность по сере при относительно низких температурах. Катализ протекал по ступенчатому механизму, а дезактивация катализатора происходила в основном из-за того, что скорость восстановления Се4+ до Се3+ под действием ШБ превышала скорость окисления Се3+ под действием 02. Похожие катализаторы были получены и в [47] для селективного синтеза моноглицеридов. Катионы церия и лантана в Mg/A1-СДГ инкорпорировали методами соосаждения и влажной импрегнации. Импрегнированные церийсодержащий СДО показали самый высокий выход моноглицеридов, что связано с большей плотностью средних основный центров.

Отметим, что церийсодержащие СДГ также могут быть в дальнейшем дополнительно функционализированы для получения различных гибридных материалов. В работе [48] сообщается о получении нового катализатора на основе слоистого двойного гидроксида состава Mg/A1Ce, в который были введены наночастицы золота. По словам авторов, данный катализатор обладает превосходными свойствами, в частности, узким распределением частиц по

размерам, высокой структурной стабильностью, большой удельной поверхность. Он показывает высокую активность в восстановлении 4-нитрофенола под действием NaBH4, а также может быть использован для разложения некоторых органических красителей, например, Конго красного, метиленового голубого и родамина Б. Первоначальная активность катализатора сохраняется даже после семи последовательных циклов реакций. Сравнение с образцами, не содержащими церия или золота, показало большую эффективность именно состава Au-Mg/AlCe, что может быть объяснено следующими факторами. Во-первых, СДГ сам по себе способен действовать как сокатализатор, а допирование ионами церия увеличивает эффективность разделения зарядов поверхностных электронов. Во-вторых, катионы церия могут взаимодействовать с атомами золота, модифицируя их электронную структуру, стабилизируя степени окисления и усиливая фиксацию золотых наночастиц. Примечательные гибридные материалы состава Mg/AlCe-СДГ — оксид графена были получены в работе [49]. Отмечается синергетический эффект между исходными материалами при их использовании в качестве катализатора в реакции Кнёвенагеля между бензальдегидом и диэтилмалонатом, выражающийся в повышенной каталитической активности. Интересно отметить, что, согласно рентгенофазовому анализу, соосаждение СДГ в присутствии суспензии оксида графена привело к улучшению кристалличности получаемых образцов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Головин Сергей Николаевич, 2023 год

Список использованных источников

1. Cavani F., Trifiro F., Vaccari A. Hydrotalcite-type anionic clays: preparation, properties and applications // Catalysis Today. 1991. V. 11. Р. 173-301.

2. Evans D.G., Slade R.C.T. Structural Aspects of Layered Double Hydroxides // Structure and Bonding. 2006. V. 119. Р. 1-87.

3. Mishra G., Dash B., Pandey S. Layered double hydroxides: A brief review from fundamentals to application as evolving biomaterials // Applied Clay Science. 2018. V. 153. P. 172-186.

4. Третьяков Ю.Д., Елисеев А.В., Лукашин А.В. Синтез функциональных нанокомпозитов на основе твердофазных нанореакторов // Успехи химии. 2004. Т.73. № 9. С. 974-998.

5. Chibwe K., Jones W. Synthesis of polyoxometalate-pillared layered double hydroxides via calcined precursors // Chemistry of Materials. 1989. V. 1. № 5. P. 489-490.

6. Chibwe K., Jones W. Intercalation of organic and inorganic anions into layered double hydroxides // Journal of the Chemical Society, Chemical Communications. 1989. № 14. P. 926-927.

7. He J., Wei M., Li B., Kang Y., Evans D. G., Duan X. Preparation of Layered Double Hydroxides // Structure and Bonding. V. 119. P. 89-119.

8. Mohapatra L., Parida K. A review on the recent progress, challenges and perspective of layered double hydroxides as promising photocatalysts // Journal of Materials Chemistry A. 2006. V. 4. № 28. P. 10744-10766.

9. Fornasari G., Gusi S., Trifiro F., Vaccari A. Cobalt Mixed Spinels as Catalysts for the Synthesis of Hydrocarbons // Industrial & Engineering Chemistry Research. 1987. V. 26. № 8. P. 1500-1505.

10. Unnikrishnan R., Narayanan S. Metal containing layered double hydroxides as efficient catalyst precursors for the selective conversion of acetone // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 1999. V. 144. P. 173-179.

11. Ahmed N., Shibata Y., Taniguchi T., Izumi Y. Photocatalytic conversion of carbon dioxide into methanol using zinc-copper-M(III) (M = aluminum, gallium) layered double hydroxides // Journal of Catalysis. 2011. V. 279. P. 123-135.

12. Rives V., Prieto O., Dubey A., Kannan S. Synergistic effect in the hydroxylation of phenol over CoNiAl ternary hydrotalcites // Journal of Catalysis. 2003. V. 220. P. 161-171.

13. Xie W., Peng, H., Chen L. Calcined Mg-Al hydrotalcites as solid base catalysts for methanolysis of soybean oil // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2006. Vol. 246. P. 24-32.

14. Yan Q., Hou X., Liu G., Li Y., Zhu T., Xin Y., Wang Q. Recent advances in layered double hydroxides (LDHs) derived catalysts for selective catalytic reduction of NOx with NH3 // Journal of Hazardous Materials. 2020. V. 400. Article ID 123260.

15. Mantilla A., Tzompantzi F., Fernández J. L., Díaz Góngora J. A. I., Mendoza G., Gómez R. Photodegradation of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid using ZnAlFe layered double hydroxides as photocatalysts // Catalysis Today. 2009. V. 148. P. 119-123.

16. Miyata S. Anion-exchange properties of hydrotalcite-like compounds // Clays and Clay Minerals. 1983. V. 31. № 4. P. 305-311.

17. Zümreoglu-Karan B., Ay A. N. Layered double hydroxides - multifunctional nanomaterials // Chemical Papers. 2012. V. 66. № 1. P. 1-10.

18. Kuthati Y., Kankala R. K., Lee C.-H. Layered double hydroxide nanoparticles for biomedical applications: Current status and recent prospects // Applied Clay Science. 2015. V. 112-113. P. 100-116.

19. Long X., Wang Z., Xiao S., An Y., Yang S. Transition metal based layered double hydroxides tailored for energy conversion and storage // Materials Today. 2016. V. 19. № 4. P. 213-226.

20. Patel R., Park J. T., Patel M., Dash J. K., Gowd E. B., Karpoormath R., Mishra A., Kwak J., Kim J H. Transition-metal-based layered double hydroxides tailored for energy conversion and storage // Journal of Materials Chemistry A. 2018. V. 6. № 1. P. 12-29.

21. Abellan G., Carrasco J. A., Coronado E. Room temperature magnetism in layered double hydroxides due to magnetic nanoparticles // Inorganic Chemistry. 2013. V. 52. № 14. P. 7828-7830.

22. Abellan G., Marti-Gastaldo C., Ribera A., Coronado E. Hybrid Materials Based on Magnetic Layered Double Hydroxides: A Molecular Perspective // Accounts of Chemical Research. 2015. V. 48 № 6. P. 1601-1611.

23. Coronado E., Marti-Gastaldo C., Navarro-Moratalla E., Ribera A., Blundell S. J., Baker P. J. Coexistence of superconductivity and magnetism by chemical design // Nature Chemistry. 2010. V. 2. P. 1031-1036.

24. Zhou T., McCarthy E. D., Soutis C., Cartmell S. H. Lactone-layered double hydroxide networks: Towards self-assembled bioscaffolds // Applied Clay Science. 2018. V. 153. P. 246-256.

25. Wei M., Xu X., Wang X., Li F., Zhang H., Lu Y., Pu M., Evans D. G., Duan X. Study on the Photochromism of Ni-Al Layered Double Hydroxides Containing Nitrate Anions // European Journal of Inorganic Chemistry. 2006. V. 2006. № 14. P. 2831-2838.

26. Gabrovska, M. et al. (2016). Ni-Al Layered Double Hydroxides as Precursors of Ceramic Pigments. In: Lee, W., Gadow, R., Mitic, V., Obradovic, N. (eds) Proceedings of the III Advanced Ceramics and Applications Conference. Atlantis Press, Paris.

27. Бугаенко Л.Т., Рябых С.М., Бугаенко А.Л. Почти полная система средних ионных кристаллографических радиусов и её использование для определения потенциалов ионизации // Вестник Московского Университета. Серия 2. Химия. 2008. Т. 49. № 6. С. 363-384.

28. Неорганическая химия: в 3 т. Т. 3: Химия переходных элементов. Кн. 2: учебгик для студ. высш. учеб. заведений / А. А. Дроздов, В. П. Зломанов, Г. Н. Мазо, Ф. М. Спиридонов; под общей редакцией Ю. Д. Третьякова. - Москва: Издательский центр «Академия», 2007 - 400 с.

29. Bunzli J.-C. G., Eliseeva S. V. Intriguing aspects of lanthanide luminescence // Chemical Science. 2013. V. 4. № 5. P. 1939-1949.

30. Bellardita M., Di Paola A., Palmisano L., Parrino F., Buscarino G., Amadelli R. Preparation and photoactivity of samarium loaded anatase, brookite and rutile catalysts // Applied Catalysis B: Environmental. 2011. V. 104. № 3-4. P. 291-299.

31. Linh N. H., Trang N. T., Cuong N. T., Thao P. H., Cong B. T. influence of doped rare earth elements on electronic properties of the Ro,2sCao,75MnO3 systems // Computational Materials Science. 2010. V. 50. № 1. P. 2-5.

32. Babizhetskyy V., Simon A., Mattausch H., Hiebl K., Zheng C. New ternary rare-earth metal boride carbides R15B4C14 (R=Y, Gd - Lu) containing BC2 units: Crystal and electronic structures, magnetic properties // Journal of Solid State Chemistry. 2010. V. 183. № 10. P. 2343-2351.

33. Япрынцев А.Д., Баранчиков А.Е., Иванов В.К. Слоистые гидроксиды редкоземельных элементов: новый класс слоистых анионообменных неорганических материалов // Успехи химии. 2020. Т. 89. № 6. С. 629-666.

34. Seliverstov E. S., Golovin S. N., Lebedeva O. E., Layered double hydroxides containing rare earth cations: Synthesis and applications // Frontiers in Chemical Engineering. 2022. V. 4. Article ID 867615.

35. Coronado J. M., Maira A. J., Martínez-Arias A., Conesa J. C., Soria J. EPR study of the radicals formed upon UV irradiation of ceria-based photocatalysts // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 2002. V. 150. № 1-3. P. 213-221.

36. Faisal M., Ismail A. A., Ibrahim A. A., Bouzid H., Al-Sayari S. A. Highly efficient photocatalyst based on Ce doped ZnO nanorods: Controllable synthesis and enhanced photocatalytic activity // Chemical Engineering Journal. 2013. V. 229. P. 225-233.

37. Suárez-Quezada M., Romero-Ortiz G., Suárez V., Morales-Mendoza G., Lartundo-Rojas L., Navarro-Cerón E., Tzompantzi F., Robles S., Gómez R., Mantilla A. Photodegradation of phenol using reconstructed Ce doped Zn/Al layered double hydroxides as photocatalysts // Catalysis Today. 2016. V. 271. P. 213-219.

38. Wang L., Li B., Zhao X., Chen C., Cao J. Effect of rare earth ions on the properties of composites composed of ethylene vinyl acetate copolymer and layered double hydroxides // PLoS ONE. 2012. V. 7. № 6. Article ID e37781.

39. Zhang Y., Yu P., Wu J., Chen F., Li Y., Zhang Y., Zuo Y., Qi Y. Enhancement of anticorrosion protection via inhibitor-loaded ZnAlCe-LDH nanocontainers embedded in sol-gel coatings // Journal of Coatings Technology and Research. 2018. V. 15. P. 303-313.

40. Li J., Yang Y. J. New type ternary NiAlCe layered double hydroxide photocatalyst for efficient visible-light photoreduction of CO2 into CH4 // Materials Research Express. 2018. V. 5. № 2. Article ID 026204.

41. Nivangune N. T., Ranade V. V., Kelkar A. A. MgFeCe ternary layered double hydroxide as highly efficient and recyclable heterogeneous base catalyst for synthesis of dimethyl carbonate by transesterification // Catalysis Letters. 2017. V. 147. P. 2558-2569.

42. Carja G., Dranca S., Ciobanu G., Husanu E., Balasanian I. Fabrication of mesoporous mixed oxides containing copper and cerium by using substituted anionic clays as precursors // Materials Science-Poland. 2009. V. 27. № 3. P. 909917.

43. Zhu J., Zhu Z., Zhang H., Lu H., Qiu Y., Zhu L., Küppers S. Enhanced photocatalytic activity of Ce-doped Zn-Al multi-metal oxide composites derived from layered double hydroxide precursors // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. V. 481. P. 144-157.

44. Daza C. E., Moreno S., Molina R. Co-precipitated Ni-Mg-Al catalysts containing Ce for CO2 reforming of methane // International Journal of Hydrogen Energy. 2011. V. 36. № 6. P. 3886-3894.

45. Li S., Qin H., Zuo R., Bai Z. Tribological performance of Mg/Al/Ce layered double hydroxides nanoparticles and intercalated products as lubricant additives // Applied Surface Science. 2015. V. 353. P. 643-650.

46. Zhang F., Zhang X., Hao Z., Jiang G., Yang H., Qu S. Insight into the H2S selective catalytic oxidation performances on well-mixed Ce-containing rare earth catalyst derived from MgAlCe layered double hydroxide // Journal of Hazardous Materials. 2018. V. 342. P. 749-757.

47. Bálsamo N., Mendieta S., Heredia A., Crivello M. Nanoclays as dispersive precursors of La and Ce oxide catalysts to produce high-valued derivatives of biodiesel by-product // Molecular Catalysis. 2020. V. 481. Article ID 110290.

48. Iqbal K., Iqbal A., Kirillov A. M., Wang B., Liu W., Tang Y. A new Ce-doped MgAl-LDH@Au nanocatalyst for highly efficient reductive degradation of organic contaminants // Journal of Materials Chemistry A. 2017. V. 5. № 14. P. 6716-6724.

49. Stamate A.-E., Pavel O. D., Zàvoianu R., Brezeçtean I., Ciorîtà A., Bîrjega R., Neubauer K., Koeckritz A., Marcu I.-C. Ce-containing MgAl-layered double hydroxide-graphene oxide materials as multifunctional catalysts for organic transformations // Materials. 2021. V. 14. № 23. Article ID 7457.

50. Гайдук, М. И. Спектры люминесценции европия / М. И. Гайдук, В. Ф. Золин, Л. С. Гайгерова. - Москва: Издательство «Наука», 1974. - 196 с.

51. Chen Y., Li F., Zhou S., Wei J., Dai Y., Chen Y. Structure and photoluminescence of Mg-Al-Eu ternary hydrotalcite-like layered double hydroxides // Journal of Solid State Chemistry. 2010. V. 183 P. 2222-2226.

52. Chen Y., Zhou S., Li F., Wei J., Dai Y., Chen Y. Fluorescence of Mg-Al-Eu ternary layered double hydroxide sensitivity to phenylalanine // Journal of Fluorescence. 2011. V. 21. P. 1677-1682.

53. Chen Y., Li F., Zhou S., Wei J., Dai Y., Chen Y. The fluorescence of Mg-Al-Eu ternary layered hydroxides response to tryptophan // Luminescence. 2012. V. 27. № 3. P. 223-228.

54. Chen Y., Li F., Yu G., Wei J. Eu-doped Mg-Al layered double hydroxide as a responsive fluorescent material and its interaction with glutamic acid // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2012. V. 96. P. 1005-1011.

55. Chen Y., Li F., Yu G., Yang X. Fluorescence of Zn-Al-Eu layered hydroxides response phenylalanine // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2012. V. 86. P. 625-630.

56. Morais A.F., Machado F.O., Teixeira A.C., Silva I.G.N., Breynaert E., Mustafa D. Enhanced luminescence in ZnAlEu layered double hydroxides with interlamellar

carboxylate and P-diketone ligands // Journal of Alloys and Compounds. 2019. V. 771. P. 578-583.

57. Chen Y., Zhou S., Li F., Li F., Chen Y. Photoluminescence of Eu-doped ZnAl-LDH depending on phase transitions caused by annealing temperatures // Jpurnal of Luminescence. 2011. V. 131. № 4. P. 701-704.

58. Sonoyama N., Takagi K., Yoshida S., Ota T., Kimilita P.D., Ogasawara Y. Optical properties of the europium (II) and (III) ions doped metal oxides obtained from sintering layered double hydroxides, and their fine structures // Applied Clay Science. 2020. V. 186. P. 105440.

59. Wang J., Zhou J., Li Z., Liu Q., Yang P., Jing X., Zhang M. Design of magnetic and fluorescent Mg-Al layered double hydroxides by introducing Fe3O4 nanoparticles and Eu3+ ions for intercalation of glycine // Materials Research Bulletin. 2010. V. 45. P. 640-645.

60. Saito G. P., Romero J. H. S., Cebim M. A., Davolos M. R. Eu(III) doped LDH intercalated with cinnamate anion as multifunctional sunscreens // Journal of Luminescence. V. 203. P. 160-164.

61. Chen Y., Bao Y., Yang G., Yu Z., Study on structure and photoluminescence of Tb-doped ZnAl-NO3 layered double hydroxides prepared by co-precipitation // Materials Chemistry and Physics. 2016. V. 176. P. 24-31.

62. Yanase I., Horiuchi Y., Kobayashi H. Photoluminescence changes of Tb-substituted layered double hydroxides caused by capturing carbonate ions in water // Materials Research Bulletin. 2019. V. 110. P. 207-213.

63. Smalenskaite A., Salak A.N., Ferreira M.G.S., Skaudzius R., Kareiva A. Sol-gel synthesis and characterization of hybrid inorganic-organic Tb(III)-terephthalate containing layered double hydroxides // Optical Materials. 2018. V. 80. P. 186-196.

64. Chen Y., Bao Y., Yu Z., Yang G., Wang X. Photoluminescence of Tb-doped MgAl-LDHs depending on phase transition caused by annealing // Journal of Rare Earths. 2016. V. 34. № 1. P. 36-44.

65. Chen Y., Wang X., Luo S., Bao Y. Synthesis of new Tb-doped Zn-Al LDH/tryptophan hybrids and their fluorescent property // Journal of Rare Earths.

2016. V. 34 № 11. P. 1095-1102.

66. Chen Y., Wang X., Bao Y. Study on a new green phosphor Ca12Ah4O32Ck:Tb3+ derived from Tb-doped Ca-Al layered double hydroxide // Current Applied Physics.

2017. V. 17. P. 78-84.

67. Deng F., Zhou H., Chen J., Huang H., Tian J., Wen Y., Huang Q., Liu M., Zhang X., Wei Y. Surface PEGylation and biological imaging of fluorescent Tb3+-doped layered double hydroxides through the photoinduced RAFT polymerization // Journal of Colloidal and Interface Science. 2018. V. 532. P. 641-649.

68. Usman M.S., Hussein M.Z., Fakurazi S., Saad F.F.A. Gadolinium-based layered double hydroxide and graphene oxide nano-carriers for magnetic resonance imaging and drug delivery // Chemistry Central Journal. 2017. V. 11. Article number 47.

69. Usman M.S., Hussein M.Z., Kura A.U., Fakurazi S., Masarudin M.S., Saad F.F.A. Chlorogenic acid intercalated Gadolinium-Zinc/Aluminium layered double hydroxide and gold nanohybrid for MR imaging and drug delivery // Materials Chemistry and Physics. 2020. V. 240. P. 122232.

70. Arratia-Quijada J., Jiménez C.S., Gurinov A., Centeno A.P., Andrade I.C., Arízaga G.G.C. Dysprosium-containing layered double hydroxides nanoparticles intercalated with biologically active species as an approach for theranostic systems // Materials Science and Engineering B. 2016. V. 203. P. 7-12.

71. Andrade K.N., Arízaga G.G.C., Mayorga J.A.R. Effect of Gd and Dy concentrations in layered double hydroxides on contrast in magnetic resonance imaging // Processes. 2020. V. 8. № 4. P. 462.

72. Andrade K.N., Knauth P., López Z., Hirata G.A., Martinez S.J.G., Arízaga G.G.C. Assembly of folate-carbon dots in GdDy-doped layered double hydroxides for targeted delivery of doxorubicin // Applied Clay Science. 2020. V. 192. P. 105661.

73. Juménez C.S., Moisés F.P.P., Cano M.E., Andrade K.N., Torres A.L.B., Arízaga G.G.C. Folate- and glucuronate-functionalization of layered double hydroxides

containing dysprosium and gadolinium and the effect on oxidative stress in rat liver mitochondria // Heliyon. 2020. V. 6. e03111.

74. Li M., Li H., Jiang X., Jiang M., Zhan X., Fu G., Lee J.-M., Tang Y. Gd-induced electronic structure engineering of a NiFe-layered double hydroxide for efficient oxygen evolution // Journal of Materials Chemistry A. 2021. V. 9. № 5. P. 29993006.

75. Andrade K.N., Arízaga G.G.C., Bautista E., Rodríguez-González V. Dysprosium doped double layered hydroxide as an efficient catalyst for photooxidation of pharmaceutical pollutants // Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 2020. V. 113. P. 291-301.

76. Vargas D.R.M., Oviedo M.J., Lisboa F.S., Wypych F., Hirata G.A., Arizaga G.G.C. Phosphor dysprosium-doped layered double hydroxides exchanged with different organic functional groups // Journal of Nanomaterials. 2013. V. 2013. Article ID 730153.

77. Smalenskaite A., §en S., Salak A.N., Ferreira M.G.S., Beganskiene A., Kareiva A. Sol-Gel derived lanthanide-substituted layered double hydroxides Mg3/Ali-xLnx // Acta Physica Polonica A. 2018. V. 133. № 4. P. 884-886.

78. Smalenskaite A., Salak A.N., Kareiva A. Induced neodymium luminescence in solgel derived layered double hydroxides // Mendeleev Communications. 2018. V. 28. P. 493-494.

79. Khodam F., Amani-Ghadim H.R., Aber S., Amani-Ghadim A.R., Ahadzadeh I. Neodymium doped mixed metal oxide derived from CoAl- layered double hydroxide: Considerable enhancement in visible light photocatalytic activity // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2018. V. 68. P. 311-324.

80. Wani A. A., Khan A. M., Manea Y. K., Salem M. A. S. Enhanced photocatalytic degradation of organic dyes from aqueous environment using neodymium-doped mesoporous layered double hydroxide // Journal of Rare Earths. 2021.

81. Taherian Z., Gharahshiran V. S., Khataee A., Orooji Y. Anti-coking freeze-dried NiMgAl catalysts for dry and steam reforming of methane // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2021. V. 103. P. 187-194.

82. Mitran G., Urda A., Tanchoux N., Fajula F., Marcu I.-C. Propane oxidative dehydrogenation over Ln-Mg-Al-O catalysts (Ln = Ce, Sm, Dy, Yb) // Catalysis Letters. 2009. V. 131. P. 250-257.

83. Urda A., Popescu I., Cacciaguerra T., Tanchoux N., Tichit D., Marcu I.-C. Total oxidation of methane over rare earth cation-containing mixed oxides derived from LDH precursors // Applied Catalysis A: General. 2013. V. 464-465. P. 20-27.

84. Shen S., Guo W., Zhuang W., Yang W., Qin L., Liu X., Yue Z. Effect of Sm-doped Ni-Al layered double hydroxide on electrochemical performance for supercapacitors // Journal of Physics: Conference Series. 2021. V. 2009. Article ID 012008.

85. Cao Y., Li H., Zhang J., Shi L., Zhang D. Promotional effect of rare earth elements (Sc, Y, Ce, and Pr) on NiMgAl catalysts for dry reforming of methane // RSC Advances. 2016. V. 6. № 113. P. 112215-112225.

86. Chen Y., Zhang Y., Zhang J., Wang L. New near-infrared emissions and energy transfer in Er3+-doped MgAl layered double hydroxides // Luminescence. 2020. V. 35. № 7. P. 1125-1133.

87. Qin Z., Liu W., Chen H., Chen J., Li Z. Deriving a ultraviolet-visible-near-infrared-active photocatalyst from calcination of an Mg/Zn/Al/Er-hydrotalcite-like compound // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2019. V. 19. № 11. P. 7169-7177.

88. Vicente P., Perez-Bernal M.E., Ruano-Casero R.J., Duarte Ananias, Almeida Paz F.A., Rocha J., Rives V. Luminescence properties of lanthanide-containing layered double hydroxides // Microporous and Mesoporous Materials. 2016. V. 226. P. 209220.

89. Hu M., Zuo S., Yang R., Zhang H., Yan Y., Lie L. Modification of lutetium for the structural and electrochemical stability of Ni-Al layered double hydroxide // Journal of Solid State Electrochemistry. 2015. V. 19. P. 671-683.

90. Wang X., Chen Y., Zhou H., Zhang K. Structure and photoluminescence of a new binary Mg/Tb layered double hydroxide // Applied Clay Science. 2017. V. 150. P. 184-191.

91. Chen Y., Zhang K., Wang X., Zheng F. Study on a novel binary ZnnEu layered double hydroxide with excellent fluorescence // Journal of Fluorescence. 2018. V. 28. P. 259-268.

92. Li C., Wang G., Evans D. G., Duan X. Incorporation of rare-earth ions in Mg-Al layered double hydroxides: interaction with an [Eu(EDTA)]- chelate // Journal of Solid State Chemistry. 2004. V. 177. № 12. P. 4569-4575.

93. Ma J., Yan B. Novel hybrid materials of lanthanide coordination polymers ion exchanged Mg-Al layered double hydroxide: Multi-color photoluminescence and white color thin film // Dyes and Pigments. 2018. V. 153. P. 266-274.

94. Li K., Kumada N., Yonesaki Y., Takei T., Kinomura N., Wang H., Wang C. The pH effects on the formation of Ni/Al nitrate form layered double hydroxides (LDHs) by chemical precipitation and hydrothermal method // Materials Chemistry and Physics. 2010. V. 121. P. 223-229.

95. Bukhtiyarova M. V. A review on effect of synthesis conditions on the formation of layered double hydroxides // Journal of Solid State Chemistry. 2019. V. 269. P. 494-506.

96. Miyata S. The Syntheses of hydrotalcite-like compounds and their structures and physico-chemical properties I: The systems Mg2+-Al3+-NO3-, Mg2+-Al3+-Cl-, Mg2+-Al3+-ClO4-, Ni2+-Al3+-Cl- and Zn2+-Al3+-Cl- // Clays and Clay Minerals. 1975. V. 23. № 5. P. 369-375.

97. Miyata S., Okada A. Synthesis of hydrotalcite-like compounds and their physico-chemical properties - the systems Mg2+-Al3+-SO42- and Mg2+-Al3+-CrO42- // Clays and Clay Minerals. 1977. V. 25. № 1. P. 14-18.

98. Teixeira A. C., Morais A. F., Silva I. G. N., Breynaert E., Mustafa D. Luminescent layered double hydroxides intercalated with an anionic photosensitizer via the memory effect // Crystals. 2019. V. 9. № 3. P. 153.

99. Silva I. G. N., Morais A. F., Lima B. C., Garcia F. A., Mustafa D. Investigation of the structure-luminescence relationship in ZnAlEu layered double hydroxides intercalated with nitrate and benzenecarboxylates // Applied Clay Science. 2020. V. 199. P. 105861.

100. Curtius H., Ufer K. Eu incorporation behavior of a Mg-Al-Cl layered double hydroxide // Clays and Clay Minerals. 2007. V. 55. № 5. P. 354-360.

101. Marcedo Neto O. R., Ribeiro N. F. P., Perez C. A. C., Schmal M., Souza M. M. V. M. Incorporation of cerium ions by sonication in Ni-Mg-Al layered double hydroxides // Applied Clay Science. 2010. V. 48. P. 542-546.

102. Rodrigues E., Pereira P., Martins T., Vargas F., Scheller T., Correa J., Del Nero J., Moreira S. G. C., Ertel-Ingrisch W., De Campos C. P., Gigler A. Novel rare earth (Ce and La) hydrotalcite like material: Synthesis and characterization // Materials Letters. 2012. V. 78. P. 195-198.

103. Cho D.-K., Lee S.-S., Lim J.-S., Baek S.-H., Park I.-K. Visible light-emission from Eu-doped ZnAl layered double hydroxide // Ceramics International. 2017. V. 43. № 13. P. 9686-9690.

104. Kovanda F., Rojka T., Bezdicka P., Jiratova K., Obalova L., Pacultova K., Bastl Z., Grygar T. Effect of hydrothermal treatment on properties of Ni-Al double hydroxides and related mixed oxides // Journal of Solid State Chemistry. 2009. V. 182. № 1. P. 27-36.

105. Ванецев А. С., Третьяков Ю. Д. Микроволновой синтез индивидуальных и многокомпонентных оксидов // Успехи химии. 2007. Т. 76. № 5. С. 435-453.

106. Benito P., Herrero M., Labajos F. M., Rives V. Co-Containing LDHs Synthesized by the Microwave-Hydrothermal Method // Materials Science Forum. 2006. Vols. 514-516. P. 1241-1245.

107. Sato T., Fujita H., Endo T., Shimada M., Tsunashima A. Synthesis of hydrotalcite-like compounds and their physico-chemical properties // Reactivity of Solids. 1988. V. 5. № 2-3. P. 219-228.

108. Агафонов А.В., Сироткин Н.А., Титов В.А., Хлюстова А.В. Плазменно-растворный синтез слоистых двойных гидроксидов Zn-Al // Неорганические материалы. 2022. Т. 58 № 11. С. 1177-1183.

109. Головин С. Н., Япрынцев М. Н., Рыльцова И. Г., Лебедева О. Е. Влияние природы осаждающего агента и химико-термической обработки на фазовый

состав церийсодержащих слоистых двойных гидроксидов // Бутлеровские сообщения. 2018. Т. 56 № 12. С. 126-130.

110. Shivaramaiah R., Navrotsky A. Energetics of order-disorder in layered magnesium aluminum double hydroxides with interlayer carbonate // Inorganic Chemistry. 2015. V. 54. № 7. P. 3253-3259.

111. Ehlsissen K. T., Delahaye-Vidal A., Genin P., Figlarz M., Willmann P. Preparation and characterization of turbostratic Ni/Al layered double hydroxides for nickel hydroxide electrode applications // Journal of Materials Chemistry. 1993. V. 3. P. 883-888.

112. Golovin S.N., Yapryntsev M.N., Lebedeva O.E. Hydrothermal synthesis of layered double hydroxides doped with holmium, thulium and lutetium // Inorganics. 2022. V. 10. № 12. Article ID 217.

113. Fonda E., Andreatta D., Colavita P. E., Vlaic G. EXAFS analysis of the L3 edge of the Ce in CeO2: effects of multielectron excitations and final-state mixed valence // Journal of Synchrotron Radiation. 1999. V. 6. P. 34-42.

114. Лебедева О. Е., Рыльцова И. Г., Япрынцев М. Н., Головин С. Н., Велигжанин А.А. Стабилизация церия (III) в структуре гидроталькитоподобных слоистых двойных гидроксидах // Нефтехимия. 2019. Т. 59. № 4. С. 472-476.

115. Golovin S.N., Yapryntsev M.N., Ryltsova I.G., Veligzhanin A.A, Lebedeva O.E. Novel cerium-containing layered double hydroxide // Chemical Papers. 2020. V. 74. P. 367-370.

116. Mullins D. R., Overbury S. H., Huntley D. R. Electron spectroscopy of single crystal and polycrystalline cerium oxide surfaces // Surface Science. 1998. V. 409. P. 307-319.

117. Golovin S.N., Yapryntsev M.N., Ryl'tsova I.G., Savilov S.V., Maslakov K.I., Lebedeva O.E. Synthesis and thermal behavior of Co/AlCe layered double hydroxide // Solid State Sciences. 2021. V. 111. P. 106498.

118. Golovin S.N., Yapryntsev M.N., Lebedeva O.E. Synthesis and thermal transformations of layered double hydroxide containing samarium // Journal of the Australian Ceramic Society. 2022. V. 58. P. 1615-1622.

119. Pérez-Ramírez J., Mul G., Kapteijn F., Moulijn J. A. On the stability of the thermally decomposed Co-Al hydrotalcite against retrotopotactic transformation // Materials Research Bulletin. 2001. V. 36. № 10. P. 1767-1775.

120. Кулюхин С.А., Красавина Е.П. Сорбция U(VI) на слоистых двойных гидроксидах и оксидах Mg и Al, полученных с применением микроволнового излучения // Радиохимия. 2016. Т. 58. № 4. С. 350-353.

121. Рыльцова И.Г., Головин С.Н., Япрынцев М.Н., Лебедева О.Е. Сорбционные свойства церийсодержащих слоистых двойных гидроксидов // Сорбционные и хроматографические процессы. 2021. Т.21. №1. С. 17-25.

122. Кортюм Г., Браун В., Герцог Г. Принципы и методика измерения в спектроскопии диффузного отражения // Успехи физических наук. 1965. Т. 85. № 2. С. 365-380.

Автор выражает благодарность:

Научному сотруднику ЦКП «Технологии и материалы НИУ «БелГУ», к.ф.-м.н. Япрынцеву Максиму Николаевичу за помощь в регистрации рентгеновских дифрактограмм.

Заведующему лабораторией отдела синхротронных экспериментальных станций Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», к.ф.-м.н. Велигжанину Алексею Александровичу за помощь в регистрации спектров ХЛИББ.

Ведущему научному сотруднику лаборатории катализа и газовой электрохимии химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, д.х.н. Савилову Сергею Вячеславовичу за помощь в регистрации спектров РФЭС.