Search papers

Article details

  • Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials
  • Vol: 70, Issue: 2, 2018
  • pp: 122-137

download: article (PL)

Influence of B2O3 on the structure and chemical activity of glasses from the SiO2-P2O5-K2O-CaO-MgO system

Abstract (EN)

In this paper, the subject of interest were silicate-phosphate glasses from the SiO2-P2O5-K2O-CaO-MgO system modified by addition of diboron trioxide, which can be used as fertilizers for agriculture demands. The structure of the glasses was analysed by using MIR and Raman spectroscopy. The analysis of chemical activity in 2% citric acid was carried out by ICP-AES. Changes in the surface state under the influence of this extraction solution were observed by scanning electron microscopy with the analysis of chemical composition in micro-areas (EDS).

On the basis of the conducted research it was shown that the introduction of boron ions into the glass structure from the analyzed system results in the formation of [BO3] units, chemically stable units [BO4], formation of P-O-B bonds and progressive polymerization of the silicate-phosphate network. Changes in the structure of the glass, occurring under the influence of the introduction of boron(III) oxide in increasing amounts, lead to a decrease in the chemical activity of the tested glasses.

Keywords (EN): Silicate-borate-phosphate glasses, FTIR spectroscopy, Raman spectroscopy

Wpływ B2O3 na strukturę i aktywność chemiczną szkieł z układu SiO2-P2O5-K2O-CaO-MgO

Łagowska B., Bik E., Wacławska I, Szumera M.

Abstract (PL)

Przedmiotem badań w przedstawionej pracy były szkła krzemianowo–fosforanowe z układu SiO2-P2O5-K2O-CaO-MgO modyfikowane dodatkiem tlenku boru(III), mogące mieć zastosowanie jako materiały nawozowe dla potrzeb rolnictwa. Strukturę szkieł zanalizowano przy wykorzystaniu spektroskopii w zakresie środkowej podczerwieni oraz spektroskopii Ramana. Przy wykorzystaniu metody ICP–AES została wykonana analiza chemicznej aktywności szkieł w 2-procentowym, wodnym roztworze kwasu cytrynowego. Zmiany stanu powierzchni pod wpływem działania tego roztworu ekstrakcyjnego zostały zaobserwowane za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego wraz z analizą składu chemicznego w mikroobszarach (EDS). Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że wprowadzenie jonów boru do struktury szkieł z analizowanego układu skutkuje powstawaniem jednostek [BO3], trwałych chemicznie jednostek [BO4], tworzeniem się połączeń typu P-O-B oraz postępującą polimeryzacją więźby krzemianowo–fosforanowej. Zmiany w strukturze szkieł, zachodzące pod wpływem wprowadzania tlenku boru(III) w coraz większych ilościach, prowadzą do zmniejszenia aktywności chemicznej badanych szkieł.

Keywords (PL): szkła krzemianowo-boranowo-fosforanowe, spektroskopia FTIR, spektroskopia Ramana

return…