Russian Journal of Inorganic ChemistryRussian Journal of Inorganic ChemistryЖурнал неорганической химии0044-457X3034-560XThe Russian Academy of Sciences69076010.31857/S0044457X25080024jimmxlСИНТЕЗ И СВОЙСТВА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙResearch ArticleIntercalation of d- and f-metal malonates into layered yttrium hydroxideИНТЕРКАЛЯЦИЯ МАЛОНАТОВ d- И f-МЕТАЛЛОВ В СЛОИСТЫЙ ГИДРОКСИД ИТТРИЯSheichenkoE. D.ШейченкоЕ. Д.yapryntsev@igic.ras.ruGumenykV. M.ГуменюкВ. М.yapryntsev@igic.ras.ruYapryntsevA. D.ЯпрынцевА. Д.yapryntsev@igic.ras.ruKurnakov Institute of General and Inorganic ChemistryИнститут общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАНNational Research University Higher School of EconomicsНациональный исследовательский университет “Высшая школа экономики”Faculty of Materials Science, Lomonosov Moscow State UniversityМосковский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Факультет наук о материалах15082025708VOL 70, NO8 (2025)ТОМ 70, №8 (2025)995100321092025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://transsyst.ru/0044-457X/article/view/690760

Methods for obtaining hybrid compounds based on layered yttrium hydroxide intercalated with malonate complexes of d-metals (Cr3+, Fe3+, Ni2+, Cu2+, Zn2+) and f-metals (Eu3+, Tb3+) have been developed. The influence of temperature during anion-exchange reactions and the nature of the intercalated metal cations on the orientation and coordination modes of malonate anions within the interlayer space of yttrium layered hydroxide was established. The content of d- and f-metal cations in the resulting hybrid compounds increases in the following order of intercalated cations: Tb3+, Ni2+, Zn2+, Cu2+, Cr3+, Eu3+, Fe2+. These results highlight the potential of yttrium layered hydroxide intercalated with malonate anions as a platform for designing novel hybrid materials based on d- and f-metals.

Предложены методики получения гибридных соединений на основе слоистого гидроксида иттрия и малонатов d- (Сr3+, Fe3+, Ni2+, Cu2+, Zn2+) и f-металлов (Eu3+, Tb3+). Показано влияние температуры анионообменных реакций и природы интеркалируемых катионов на ориентацию и координацию малонат-анионов в межслоевом пространстве слоистого гидроксида иттрия. Установлено, что содержание катионов d- и f-металлов в составе гибридных соединений возрастает в следующем ряду интеркалированных катионов: Tb3+, Ni2+, Zn2+, Cu2+, Cr3+, Eu3+, Fe2+. Полученные результаты демонстрируют перспективность использования слоистого гидроксида иттрия, интеркалированного малонат-анионом, как платформы для создания новых гибридных материалов на основе d- и f-металлов.

layered rare-earth hydroxidesmalonic acidhybrid materialsслоистые гидроксиды РЗЭмалоновая кислотагибридные материалыRogez G., Massobrio C., Rabu P. et al. // Chem. Soc. Rev. 2011. V. 40. № 2. P. 1031. https://doi.org/10.1039/c0cs00159gOliver S.R. // Chem. Soc. Rev. 2009. V. 38. № 7. P. 1868. https://doi.org/10.1039/b710339pSwanson C.H., Shaikh H.A., Rogow D.L. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2008. V. 130. № 35. P. 11737. https://doi.org/10.1021/ja802420hDuan X., Evans D.G. Layered Double Hydroxides.Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2006.Liang J., Ma R., Sasaki T. // Dalton Trans. 2014. V. 43. № 27. P. 10355. https://doi.org/10.1039/C4DT00425FGándara F., Perles J., Snejko N. et al. // Angew. Chem.Int. Ed. 2006. V. 45. № 47. P. 7998. https://doi.org/10.1002/anie.200602502Liu L., Yu M., Zhang J. et al. // J. Mater. Chem. 2015. V. 3. № 10. P. 2326. https://doi.org/10.1039/c4tc02760dLiu L., Wang Q., Gao C. et al. // J. Phys. Chem. C. 2014. V. 118. № 26. P. 14511. https://doi.org/10.1021/jp502281mYapryntsev A., Abdusatorov B., Yakushev I. et al. // Dalton Trans. 2019. V. 48. № 18. P. 6111. https://doi.org/10.1039/C9DT00390HRodina A.A., Yapryntsev A.D., Abdusatorov B.A. et al. // Inorganics. 2022. V. 10. № 12. P. 233. https://doi.org/10.3390/inorganics10120233Liu W., Zhang J., Yin X. et al. // Mater. Chem. Phys. 2021. V. 266. № September 2020. P. 124540. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2021.124540Xiang Y., Yu X.-F., He D.-F. et al. // Adv. Funct. Mater. 2011. V. 21. № 22. P. 4388. https://doi.org/10.1002/adfm.201101808Kim H., Gang B., Jung H. et al. // J. Solid State Chem. 2019. V. 269. № September 2018. P. 233. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2018.09.037Ren Y., Feng J. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2020. V. 12. № 6. P. 6797. https://doi.org/10.1021/acsami.9b17371Wu M., Li L., Yu X. et al. // J. Biomed. Nanotechnol. 2014. V. 10. № 12. P. 3620. https://doi.org/10.1166/jbn.2014.2035Gándara F., Puebla E.G., Iglesias M. et al. // Chem. Mater. 2009. V. 21. № 4. P. 655. https://doi.org/10.1021/cm8029517Jiřičková M., Demel J., Kubát P. et al. // J. Phys. Chem. 2011. V. 115. № 44. P. 21700. https://doi.org/10.1021/jp207505nTeplonogova M.A., Volostnykh M. V., Yapryntsev A.D. et al. // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 23. № 23. P. 15373. https://doi.org/10.3390/ijms232315373Liu Z., Golodukhina S. V., Kameneva S. V. et al. // Nanosyst. Physics, Chem. Math. 2024. V. 15. № 1. P. 104. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2024-15-1-104-114Li J., Li J.-G., Zhu Q. et al. // Mater. Des. 2016. V. 112. P. 207. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2016.09.055Bai M., Wan H., Zhang Y. et al. // Chem. Sci. 2024. P. 16887. https://doi.org/10.1039/d4sc02625jYapryntsev A.D., Skogareva L.S., Gol’dt A.E. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2015. V. 60. № 9. P. 1027. https://doi.org/10.1134/S0036023615090211Liang J., Ma R., Geng F. et al. // Chem. Mater. 2010. V. 22. № 21. P. 6001. https://doi.org/10.1021/cm102236nYoon Y., Lee B.-I., Lee K.S. et al. // Adv. Funct. Mater. 2009. V. 19. № 21. P. 3375. https://doi.org/10.1002/adfm.200901051Lee S.-S., Joh C.-H., Byeon S.-H. // Mater. Sci. Eng. B. 2008. V. 151. № 2. P. 163. https://doi.org/10.1016/j.mseb.2008.06.027Teplonogova M.A., Yapryntsev A.D., Baranchikov A.E. et al. // Inorg. Chem. 2022. V. 61. № 49. P. 19817. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.2c02950Teplonogova M.A., Yapryntsev A.D., Baranchikov A.E. // Micromachines. 2023. V. 14. P. 1791. https://doi.org/10.3390/mi14091791Lee B. Il, Lee K.S., Lee J.H. et al. // Dalton Trans. 2009. № 14. P. 2490. https://doi.org/10.1039/b823172aWu L., Chen G., Li Z. // Small. 2017. V. 13. № 23. P. 1604070. https://doi.org/10.1002/smll.201604070Zhu Q., Li S., Wang Q. et al. // Nanoscale. 2019. V. 11. № 6. P. 2795. https://doi.org/10.1039/c8nr08900kZhu Q., Li S., Jin J. et al. // Chem. — An Asian J. 2018. V. 13. № 23. P. 3664. https://doi.org/10.1002/asia.201801447Li W., Gu Q., Su F. et al. // Inorg. Chem. 2013. V. 52. № 24. P. 14010. https://doi.org/10.1021/ic4017307Zhao Z., Lin H., Yang T. et al. // RSC Adv. 2024. V. 14. № 11. P. 7430. https://doi.org/10.1039/d3ra07310fShen T., Zhang Y., Liu W. et al. // J. Mater. Chem. C. 2015. V. 3. № 8. P. 1807. https://doi.org/10.1039/c4tc02583kRardin R.L., Tolman W.B., Lippard S.J. // New. J. Chem. 1991. V. 15. P. 417.Lukashin A. V., Vertegel A.A., Eliseev A.A. et al. // J. Nanoparticle Res. 2003. V. 5. № 5–6. P. 455. https://doi.org/10.1023/B:NANO.0000006087.95385.81Hartdegen V., Klapötke T.M., Sproll S.M. // Inorg. Chem. 2009. V. 48. № 19. P. 9549. https://doi.org/10.1021/ic901413nLi Y., Xu Y., Wang Y. // Chem. — A Eur. J. 2016. V. 22. № 31. P. 10976. https://doi.org/10.1002/chem.201601189Gutmann N.H., Spiccia L., Turney T.W. // J. Mater. Chem. 2000. V. 10. № 5. P. 1219. https://doi.org/10.1039/a909902fXu Z.P., Kurniawan N.D., Bartlett P.F. et al. // Chem. — A Eur. J. 2007. V. 13. № 10. P. 2824. https://doi.org/10.1002/chem.200600571Lee J.H., Jung D.Y. // Bull. Korean Chem. Soc. 2013. V. 34. № 11. P. 3488. https://doi.org/10.5012/bkcs.2013.34.11.3488Zhang S., Kano N., Mishima K. et al. // Appl. Sci. 2019. V. 9. № 22. P. 1. https://doi.org/10.3390/app9224805Tarasov K.A., O’Hare D., Isupov V.P. // Inorg. Chem. 2003. V. 42. № 6. P. 1919. https://doi.org/10.1021/ic0203926Morais A.F., Silva I.G.N., Lima B.C. et al. // ACS Omega. 2020. V. 5. № 37. P. 23778. https://doi.org/10.1021/acsomega.0c02848Sarakha L., Forano C., Boutinaud P. // Opt. Mater. (Amst). 2009. V. 31. № 3. P. 562. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2007.10.018Ma J., Yan B. // Dye. Pigment. 2018. V. 153. P. 266. https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2018.02.017Tsyganok A.I., Tsunoda T., Hamakawa S. et al. // J. Catal. 2003. V. 213. № 2. P. 191. https://doi.org/10.1016/S0021-9517(02)00047-7Chang Z., Evans D., Duan X. et al. // J. Phys. Chem. Solids. 2006. V. 67. № 5–6. P. 1054. https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2006.01.025Wu G., Wang L., Yang L. et al. // Eur. J. Inorg. Chem. 2007. № 6. P. 799. https://doi.org/10.1002/ejic.200600946Li C., Wang L., Evans D.G. et al. // Ind. Eng. Chem. Res. 2009. V. 48. № 4. P. 2162. https://doi.org/10.1021/ie800342uPasán J., Delgado F.S., Rodríguez-Martín Y. et al. // Polyhedron. 2003. V. 22. № 14–17. P. 2143. https://doi.org/10.1016/S0277-5387(03)00203-1Dobrokhotova Z.V., Gogoleva N.V., Zorina-Tikhonova E.N. et al. // Eur. J. Inorg. Chem. 2015. V. 2015. № 19. P. 3116. https://doi.org/10.1002/ejic.201500243Bazhina E.S., Kiskin M.A., Korlyukov A.A. et al. // Eur. J. Inorg. Chem. 2020. V. 2020. № 43. P. 4116. https://doi.org/10.1002/ejic.202000630Zauzolkova N., Dobrokhotova Z., Lermontov A. et al. // J. Solid State Chem. 2013. V. 197. P. 379. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2012.09.014Mcintyre L.J., Jackson L.K., Fogg A.M. // Chem. Mater. 2008. V. 20. № 1. P. 335. https://doi.org/10.1021/cm7019284Gutmann N., Müller B., Tiller H.J. // J. Solid State Chem. 1995. V. 119. № 2. P. 331. https://doi.org/10.1016/0022-4596(95)80049-UGeng F., Matsushita Y., Ma R. et al. // Inorg. Chem. 2009. V. 48. № 14. P. 6724. https://doi.org/10.1021/ic900669pYapryntsev A.D., Baranchikov A.E., Ivanov V.K. // Russ. Chem. Rev. 2020. V. 89. № 6. P. 629. https://doi.org/10.1070/RCR4920Hindocha S.A., McIntyre L.J., Fogg A.M. // J. Solid State Chem. 2009. V. 182. № 5. P. 1070. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2009.01.039Serezhkin V.N., Medvedkov Y.A., Serezhkina L.B. et al. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2015. V. 89. № 6. P. 1018. https://doi.org/10.1134/S0036024415060254Shao B., Feng P., Wang X. et al. // J. Phys. Chem. C. 2019. V. 123. № 12. P. 7467. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.9b00888Yapryntsev A.D., Baranchikov A.E., Skogareva L.S. et al. // Cryst. Eng. Comm. 2015. V. 17. № 13. P. 2667. https://doi.org/10.1039/C4CE02303JMuraishi K. // Thermochim. Acta. 1990. V. 164. P. 401. https://doi.org/10.1016/0040-6031(90)80455-8Caires F.J., Lima L.S., Carvalho C.T. et al. // Thermochim. Acta. 2010. V. 497. № 1–2. P. 35. https://doi.org/10.1016/j.tca.2009.08.013Sheichenko E.D., Yapryntsev A.D., Rodina A.A. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2023. https://doi.org/10.1134/S0036023622602082Rodríguez-Martín Y., Sanchiz J., Ruiz-Pérez C. et al. // Cryst. Eng. Comm. 2002. V. 4. № 107. P. 631. https://doi.org/10.1039/B206728ENakamoto K. // Applications in Coordination Chemistry, in: Infrared Raman Spectra Inorg. Coord. Compd., John Wiley & Sons, Inc., 2008: pp. 1–273. https://doi.org/10.1002/9780470405888.ch1Henrist C., Traina K., Hubert C. et al. // J. Cryst. Growth. 2003. V. 254. № 1–2. P. 176. https://doi.org/10.1016/S0022-0248(03)01145-XGordeeva A., Hsu Y.-J., Jenei I.Z. et al. // ACS Omega. 2020. V. 5. № 28. P. 17617. https://doi.org/10.1021/acsomega.0c02075