Synthesis of Fe/Ti oxides from a single source alkoxide precursor under inert atmosphere

The heterometal alkoxide [FeCl{Ti2(OPr i)9}] (1) was employed as a single source precursor for the preparation of Fe/Ti oxides under inert atmosphere. Three different synthetic procedures were adopted in the processing of 1, either employing aqueous HNO3 or HCl solutions, or in the absence of mineral acids. Products were characterised by powder X-ray diffractometry, scanning electron microscopy combined with energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM/EDS) and Raman, electron paramagnetic resonance (EPR) and Mössbauer spectroscopies. Oxide products contained titanium(IV) and either iron(III) or iron(II), depending on reaction conditions and thermal treatment temperatures. An interesting iron(III)→iron(II) reduction was observed at 1000 ºC in the HNO3-containing system, leading to the detection of ilmenite (FeTiO3). SEM/EDS studies revealed a highly heterogeneous metal distribution in all products, possibly related to the presence of a significant content of carbon and of structural defects (oxygen vacancies) in the solids.

O alcóxido heterometálico [FeCl{Ti2(OPr i)9}] (1) foi utilizado como um precursor de fonte única para a preparação de óxidos de Fe/Ti sob atmosfera inerte. Três procedimentos sintéticos distintos foram adotados no processamento de 1, com o emprego de soluções aquosas ácidas (HNO3 ou HCl), ou na ausência de ácido mineral. Os produtos foram caracterizados por difratometria de raios X (pó), microscopia eletrônica de varredura combinada com espectroscopia de dispersão de raios X (MEV/EDS) e espectroscopias Raman, de ressonância paramagnética eletrônica (RPE) e Mössbauer. Os óxidos produzidos contêm titânio(IV) e ferro(III) (ou ferro(II)), dependendo das condições de reação e das temperaturas de tratamento térmico. Uma interessante redução de ferro(III) a ferro(II), que levou à obtenção de ilmenita (FeTiO3), foi observada a 1000 ºC no sistema contendo HNO3. Estudos por MEV/EDS revelaram uma distribuição altamente heterogênea dos metais em todos os produtos, possivelmente relacionada com a presença de um conteúdo significativo de carbono e de defeitos estruturais (vacâncias de oxigênio) nos sólidos.

Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) UK