Synthesis of nickel hydroxide in the presence of acetate ion as a «soft» ligand for application in chemical power sources

Abstract

Гiдроксид нiкелю широко використовується як активна речовина хiмiчних джерел струму. Механiзм формування гiдроксиду нiкелю включає дуже швид ку стадiю утворення первинної аморфної части ни та повiльну стадiю старiння (кристалiзацiї). Полiпшення характеристик гiдроксиду нiкелю може бути досягнуто шляхом зниження швидкостi першої стадiї за рахунок взаємодiї катiону нiкелю з «м'я ким» лiгандом iз утворенням слабкого комплексу. В якостi «м'якого» лiганду запропоновано викори стати ацетатанiон, який формує з Ni 2+ комплекс без зовнiшньої сфери. Вивчено вплив ацетатанiо на на кристалiчну структуру, морфологiю часток та електрохiмiчнi властивостi гiдроксиду нiкелю, отриманого шляхом хiмiчного синтезу при високо му пересиченнi. Кристалiчна структура зразкiв вивчена методом ренгенофазового аналiзу, морфо логiя часток-методом скануючої електронної мiкроскопiї, електрохiмiчнi характеристики-мето дами циклiчної вольтамперометрiї. Проведено порiв няльний аналiз характеристик зразкiв, синтезованих в присутностi та у вiдсутностi ацетату натрiю. Для зразка, синтезованого в присутностi ацетату натрiю, методом ренгенофазового аналiзу показа но зниження кристалiчностi та формування бiфаз ної системи, що складається з βNi(OH) 2 i αNi(OH) 2. При цьому в зразку зростає вмiст часток малого роз мiру з пiдвищеною поверхнею. Порiвняльне вивчен ня електрохiмiчних характеристик показало фор мування при синтезi в присутностi ацетату бiльш активного зразку iз електрохiмiчною поведiнкою пере важно αмодифiкацiї. При циклюваннi активнiсть зразку зростає. Питомий струм зарядного пiка зраз ку, синтезованого в присутностi ацетатiона, збiль шується у 1,93 рази в порiвняннi iз зразком, синтезо ваним в тих же умовах, але у вiдсутностi ацетату Ключовi слова: гiдроксид нiкелю, αNi(OH) 2 , електрохiмiчна активнiсть, лужний акумулятор, ацетат

Synthesis of Green Brucite [NixMg1−x(OH)2] by Incorporation of Nickel Ions in the Periclase Phase (MgO) Applied as Pigments

“…The influence of the precursor salts on [Ni x Mg 1−x (OH) 2 ] was analyzed. The acetate anion influenced the crystalline lattice, producing a more amorphous compound [34], showing a calculated crystallinity of 85% when compared to the precursor phase periclase MgO st , with 95%. As is reported in the literature for β-Ni(OH) 2 , and displayed on the diffractogram Figure 2a, this disordering of the crystalline lattice is attributed to intercalation of the anion (CH 3 COO -) in the hexagonal structure [3,34].…”

“…The acetate anion influenced the crystalline lattice, producing a more amorphous compound [34], showing a calculated crystallinity of 85% when compared to the precursor phase periclase MgO st , with 95%. As is reported in the literature for β-Ni(OH) 2 , and displayed on the diffractogram Figure 2a, this disordering of the crystalline lattice is attributed to intercalation of the anion (CH 3 COO -) in the hexagonal structure [3,34]. Relating to the XRD data, Figure 5b, the FTIR bands at 1568 cm −1 and 1391 cm −1 identify the ν(COO − ) symmetric and asymmetric vibration modes [40,41], reinforcing the evidence of intercalation of the acetate anion on the structure.…”

“…As shown in the X-ray diffraction profile (Figure 1) of the [NixMg1−x(OH)2] samples, the characteristic peaks identified were (001), (100), (101), (102), (110), (111), (103), (200), and (201), being this crystalline phase determined as brucite, a hexagonal arrangement of Mg(OH)2 (ICDD: 00-044-1482) [3,33,34]. Moreover, β-Ni(OH)2 is isostructural to Mg(OH)2 with a brucite-like crystal lattice [3,35].…”

“…The Ni(Chlo) sample (Figure 2c) presented a needle shape which can be attributed to the Cl − ion in the reaction medium [38] in addition to the plate morphologies that form the agglomerates. As shown in the X-ray diffraction profile (Figure 1) of the [Ni x Mg 1−x (OH) 2 ] samples, the characteristic peaks identified were (001), (100), (101), (102), (110), (111), (103), (200), and (201), being this crystalline phase determined as brucite, a hexagonal arrangement of Mg(OH) 2 (ICDD: 00-044-1482) [3,33,34]. Moreover, β-Ni(OH) 2 is isostructural to Mg(OH) 2 with a brucite-like crystal lattice [3,35].…”

Preparation of green brucite [NixMg1-x(OH2)] resulting from the combination of nickel ions and periclase (MgO) applied against yeast and bacteria

“…The structural analysis of the synthetized MgO (Figure 1) identifies the periclase phase of MgO (ICDD: 01-075-0447) characterized by its face-center cubic configuration and peaks (111), ( 200), ( 220), ( 311) and (222) [24,25]. As shown in Figure 1a-c, the identified peaks of NixMg1-x(OH)2 compound X-ray diffractogram were (001), (100), (101), (102), (110), (111), (103), ( 200) and (201), being this crystalline phase determined as brucite, a hexagonal arrangement of Mg(OH)2 (ICDD: 00-044-1482) [5,25,26]. Moreover, β-Ni(OH)2 is isostructural to Mg(OH)2 with the brucite like crystal lattice [5,27].…”