A possible connection between phosphate tungsten bronzes properties and briggs-rauscher oscillatory reaction response

Abstract

The calcium phosphate tungsten bronze (Ca-PWB) has been synthesized and characterized (TGA, DSC, XRPD, FTIR, SEM). The influence of solid insoluble materials Ca-PWB, as well as lithium doped (Li-PWB) and cation free phosphate tungsten (PWB) bronzes on the oscillatory Briggs-Rauscher (BR) reaction dynamics, is compared. The results show that doping with Li and Ca reduces sensitivity of the BR reaction towards bronzes addition. These findings suggest the usage of the BR reaction as an innovative method for testing of different properties of bronze material. The behavior of PWB in the BR reaction is significantly changed with divalent cation (Ca2+) doping. The reasons for the different bronzes behavior were found in their calculated unit cell volumes. Namely, the compressed Ca-PWB unit cell volume indicates the difficult availability of the active site for heterogeneous catalysis. Hence, the linear correlation (slope) of the BR oscillogram’s length (τosc) vs. mass of bronze in BR reaction might be considered as a new parameter for the evaluation of the bronzes catalytic activity.

У овом раду синтетисана је и окарактерисана (TGA, DSC, XRPD, FTIR, SEM) нова калцијумом допирана фосфат волфрамова бронза (Ca-PWB). Испитан је и упоређен утицај фосфат волфрамове бронзе (PWB), литијумом допиране фосфат волфрамове бронзе (Li-PWB) и калцијумом допиране фосфат волфрамове бронзе (Ca-PWB) на осцилаторну динамику Briggs-Rauscher (БР) реакције. Резултати показују да допирање катјонима Li+ и Ca2+ смањује осетљивост БР реакције на додатак нерастворних бронзи, што се огледа у смањивању нагиба праве осцилаторног времена (τosc) БР реакције у функцији масе додате допиране бронзе. Добијени резултати сугеришу употребу БР реакције као иновативне методе за испитивање различитих својстава допираних и недопиране фосфат волфрамове бронзе. Разлози за различито понашање бронзи у осцилаторној реакцији пронађени су у различитим величинама јединичних ћелија PWB, Li-PWB и Ca-PWB. Наиме, најмања вредност, тј. сабијање јединичне ћелије допирањем калицијумом указује на тежу доступност активних места за хетерогену катализу. Каталитичка активност бронзи усмерена је ка реакцијама оксидације које укључују водоник-пероксид (један од реактаната БР реакције). Стога би се линеарна корелација (нагиб) τosc у функцији масе бронзе у БР реакцији могла сматрати новим параметром за процену каталитичке активности бронзе, али и других материјала.