Russian Journal of Inorganic ChemistryRussian Journal of Inorganic ChemistryЖурнал неорганической химии0044-457X3034-560XThe Russian Academy of Sciences69788210.7868/S3034560X25090025СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙResearch ArticleAMORPHOUS AND CRYSTALLINE TITANIUM-AMMONIUM PHOSPHATES: SYNTHESIS, PHOTOCATALYTIC AND PHOTOPROTECTIVE PROPERTIESАМОРФНЫЙ И КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ФОСФАТЫ ТИТАНА-АММОНИЯ: СИНТЕЗ, ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКИЕ И ФОТОПРОТЕКТОРНЫЕ СВОЙСТВАKolesnikI. VКолесникИ. Вkolesnikiv@my.msu.ruRoslyakovI. VРосляковИ. ВShatalovaT. BШаталоваТ. БFilippovaT. VФилипповаТ. ВKozlovaT. OКозловаТ. ОIvanovV. KИвановВ. КLomonosov Moscow State UniversityМосковский государственный университет им. М.В. ЛомоносоваKurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of SciencesИнститут общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН15092025709VOL 70, NO9 (2025)ТОМ 70, №9 (2025)1107111505122025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://transsyst.ru/0044-457X/article/view/697882

Amorphous and crystalline titanium-ammonium phosphates Ti2O2H(PO4)[(NH4)2PO4]2 were synthesized by the hydrothermal method. It is shown that the minimum temperature and processing time for the crystallization of the Ti2O2H(PO4)[(NH4)2PO4]2 phase are 160°C and 12 hours, respectively. At the same time, NH4 + and PO4 3− ions are present in X-ray amorphous samples, similar to the crystalline compound, and during crystallization, a decrease in the content of water or hydroxyl groups and an increase in molar ratio of P : Ti are observed. X-ray amorphous samples consist of isotropic particles 10–15 nm in size, while crystalline samples contain rhombus-shaped plates with smaller primary particles in their structure. X-ray amorphous and crystalline titanium-ammonium phosphates have low photocatalytic activity. The sun protection factor of X-ray amorphous samples, determined according to the international standard ISO 24443, is comparable to the sun protection factor of commercially available titanium dioxide.

Аморфный и кристаллический фосфаты титана-аммония Ti2O2H(PO4)(NH4)2PO4I2 синтезированы гидротермальным методом. Показано, что минимальные температура и время обработки для кристаллизации фазы Ti2O2H(PO4)(NH4)2PO4I2 составляют 160°C и 12 ч соответственно. При этом в рентгеноаморфных образцах присутствуют ионы NH4 + и PO4 3−, аналогично кристаллическому соединению, а в процессе кристаллизации наблюдается уменьшение содержания воды или гидроксильных групп и рост мольного соотношения фосфор : титан. Рентгеноаморфные образцы состоят из изотропных частиц размером 10–15 нм, а кристаллические содержат пластинки ромбической формы, в структуре которых присутствуют более мелкие первичные частицы. Рентгеноаморфный и кристаллический фосфаты титана-аммония обладают низкой фотокаталитической активностью. Солнцезащитный фактор рентгеноаморфных образцов, определенный согласно международному стандарту ISO 24443, сопоставим с солнцезащитным фактором коммерчески доступного диоксида титана.

titanium-ammonium phosphatecrystallizationhydrothermal synthesisphotocatalysissun protection factorфосфат титана-аммониякристаллизациягидротермальный синтезфотокатализсолнцезащитный факторИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-73-10088, https://rscf.ru/project/23-73-10088/.Amghouz Z., García J.R., Adawy A. // Eng. 2022. V. 3. № 1. P. 161. https://doi.org/10.3390/eng3010013Guo W., Hensen E.J.M., Qi W. et al. // ACS Sustain. Chem. Eng. 2022. V. 10. № 31. P. 10157. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.2c01394Маслова М.В., Чугунов А.С., Герасимова Л.Г. и др. // Радиохимия. 2013. Т. 55. № 4. С. 323. https://elibrary.ru/download/elibrary_19414947_76587808.pdfMaslova M.V., Rusanova D., Naydenov V. et al. // J. Non. Cryst. Solids. 2012. V. 358. № 22. P. 2943. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2012.06.033Parida K.M., Sahu B.B., Das D.P. // J. Colloid Interface Sci. 2004. V. 270. № 2. P. 436. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2003.09.045Perera L., Palliyaguru L., Dhanushka L.D. et al. // Ceram. Int. 2022. V. 48. № 16. P. 22906. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.04.246Pipi A.R.F., Neto S.A., Barbosa P.F.P. et al. // SN Appl. Sci. 2019. V. 1. № 8. P. 929. https://doi.org/10.1007/s42452-019-0968-4Xiong L., Wang Y., Cui W. et al. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2023. V. 332. № 4. P. 1303. https://doi.org/10.1007/s10967-023-08778-8Bhaumik A., Inagaki S. // J. Am. Chem. Soc. 2001. V. 123. № 4. P. 691. https://doi.org/10.1021/ja002481sBortun A.I., Bortun L.N., Clearfield A. // Solvent Extr. Ion Exch. 1998. V. 16. № 2. P. 669. https://doi.org/10.1080/07366299808934546Cheng F.F., Sun P., Xiong W.W. et al. // Analyst. 2019. V. 144. № 9. P. 3103. https://doi.org/10.1039/c8an02450bKolesnik I.V., Aslandukov A.N., Arkhipin A.S. et al. // Crystals. 2019. V. 9. № 7. P. 332. https://doi.org/10.3390/cryst9070332Palliyaguru L., Kulathunga M.S.U., Kumarasinghe K.G.R.U. et al. // J. Cosmet. Sci. 2019. V. 70. № 3. P. 149.Onoda H., Fujikado S., Toyama T. // J. Adv. Ceram. 2014. V. 3. № 2. P. 132. https://doi.org/10.1007/s40145-014-0103-3Onoda H., Yamaguchi T. // Mater. Sci. Appl. 2012. V. 3. № 01. P. 18. https://doi.org/10.4236/msa.2012.31003Janusz W., Khalameida S., Skwarek E. et al. // Physicochem. Probl. Miner. Process. 2019. V. 55. № 6. P. 1568. https://doi.org/10.5277/ppmp19088Alberti G., Cardini-Galli P., Costantino U. et al. // J. Inorg. Nucl. Chem. 1967. V. 29. № 2. P. 571. https://doi.org/10.1016/0022-1902(67)80063-0Маслова М.В., Иваненко В.И., Герасимова Л.Г. и др. // Докл. РАН. Химия, науки о материалах. 2021. V. 499. № 1. P. 45. https://doi.org/10.31857/s2686953521040051Andersen K., Norby P., Vogt T. // J. Solid State Chem. 1998. V. 140. P. 266. https://doi.org/10.1006/jssc.1998.7885Bereznitski Y., Jaroniec M., Bortun A.I. et al. // J. Colloid Interface Sci. 1997. V. 191. P. 442. https://doi.org/10.1006/jcis.1997.4928García-Granda S., Salvadó M.A., Pertierra P. et al. // Mater. Sci. Forum. 2001. V. 378–381. P. 665. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.378-381.665Stanghellini P.L., Boccaleri E., Diana E. et al. // Inorg. Chem. 2004. V. 43. № 18. P. 5698. https://doi.org/10.1021/ic049565cНакамото К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений / Пер. с англ. Л.В. Христенко; Под ред. Ю.А. Пентина. Мир, Москва, 1991.Santos-Peña J., Cruz-Yusta M., Soudan P. et al. // Solid State Ionics. 2006. V. 177. № 26-32. P. 2667. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2006.05.016Pan C., Yuan S., Zhang W. // Appl. Catal., A: Gen. 2006. V. 312. № 1–2. P. 186. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2006.06.047Шелудякова Л.А., Афанасьева В.А., Подберезская и др. // Журнал структурной химии. 1999. T. 40. № 6. C. 1074.Shuai M., Mejia A.F., Chang Y.W. et al. // Cryst. Eng. Comm. 2013. V. 15. № 10. P. 1970. https://doi.org/10.1039/c2ce26402aИванов В.К., Федоров П.П., Баранчиков А.Е. и др. // Успехи химии. 2014. Т. 83. № 12. С. 1204. https://doi.org/10.1070/RCR4453Hennemann A.L., Nogueira H.P., Ramos M.D. et al. // ACS Omega. 2024. V. 9. P. 47831. https://doi.org/10.1021/acsomega.4c08770