Том 69, № 11 (2024)

Однофазные образцы соединений, реализующиеся в системе La2O3-CoO-Sb2O5, синтезированыпутем термического разложения нитратов, цитратным методом, соосаждением с гидротермальной обработкой осадка и последующим отжигом. Изучены их каталитические свойства в реакцииокисления CO. Установлено, что наибольшей активностью при низких температурах и стабильностью при циклических испытаниях обладает катализатор LaCo1/3Sb5/3O6со структурой розиаита,полученный методом соосаждения с гидротермальной обработкой осадка и последующим отжигом. В присутствии этого катализатора 90%-ная конверсия СО зафиксирована при 265∘C. Методами РФЭС, ТПД-O2и ИК-спектроскопии выполнено исследование поверхности LaCo1/3Sb5/3O6.Показано, что модель Ленгмюра-Хиншелвуда является наиболее вероятным механизмом каталитического окисления СО, которое сопровождается окислительно-восстановительными процессами Co3+ ↔Co2+ и Sb3+ ↔Sb5+ с участием поверхностно-активных форм кислорода и вакансий. При этом ионы сурьмы в данном процессе играют роль донора электронов, увеличенная концентрация которых способствует ускорению процессов адсорбции и формированию активных формкислорода на поверхности. Установлено отсутствие загрязнения поверхности образца в процессекатализа, что исключает потребность в его регенерации.

Методами спрей-пиролиза и сжигания цитратного геля осуществлен синтез нанокристаллического феррита висмута. Образцы BiFeO3исследованы методами рентгеновской дифракции, инфракрасной спектроскопии, растровой и просвечивающей электронной микроскопии, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии. Проведено тестирование цитратного и спрей-пиролизного образцов феррита висмута как катализаторов фентоноподобной реакции окислительной деструкции метилового оранжевого. Установлено влияние метода синтеза на состав и морфологию частиц феррита висмута, а также на каталитическую активность. Кинетика окислительной деструкции красителя в присутствии образцов феррита висмута удовлетворительно описывается моделью псевдопервого порядка, константа скорости реакции в случае BiFeO3, синтезированного методом спрей-пиролиза, составляет 0.0072 мин-1, для цитратного BiFeO3 она несколько меньше - 0.0049 мин-1. Степень деструкции метилового оранжевого за 120 мин без катализатора составляет 7%, в присутствии спрей-пиролизного феррита висмута - 62%, в присутствии цитратного феррита висмута - 51%.

Получена серия хромофорных комплексов NiII(3,6-Cat)(Phen) (1), NiII(3,6-Cat)(DPQ) (2) и NiII(3,6-Cat)(DPPZ) (3), где 3,6-Cat - 3,6-ди-трет-бутил-катехолатный дианион, на основе 1,10-фенантролина (Phen), дипиридо[3,2-d:2’,3’-f]хиноксалина (DPQ) и дипиридо[3,2-a:2’,3’-c]феназина (DPPZ). Хромофоры 1-3имеют незначительно искаженное планарное строение координационного полиэдра и претерпевают фотоиндуцированный внутримолекулярный перенос заряда лиганд-лиганд (ВЗМО донор →НСМО акцептор), демонстрируя высокоинтенсивное поглощение света видимого и ближнего ИК-диапазонов. Комплексы 1-3характеризуются высокой термостабильностью и полнотой перехода в паровую фазу в условиях пониженного давления. Соединение 1 обладает высокой летучестью, что делает его подходящим кандидатом для дальнейшего тестирования при изготовлении оптоэлектрических устройств по технологии “испарение-осаждение”.

Рассмотрен синтез карбоксилатов неодима (неодеканоата и 3,5,5-триметилгексаноата) и их применение для разработки Nd-содержащих жидких органических сцинтилляторов. Карбоксилаты неодима получены одностадийным (3,5,5-триметилгексаноат) и двухстадийным синтезом (неодеканоат). Состав полученных соединений подтвержден с помощью ИК-спектроскопии, элементного анализа и метода MALDI-TOF MS. Для введения карбоксилатов неодима в жидкий органический сцинтиллятор предложено использовать дополнительный растворитель - трибутилфосфат. Показано, что световыход сцинтиллятора при его использовании выше, чем без него, и составляет >60% вплоть до концентрации неодима 12 г/л.

Синтез титаната эрбия выполнен совместным осаждением гидроксидов эрбия и титана с последующим высокотемпературным отжигом. Определены температурные интервалы последовательности формирования кристаллической структуры типа пирохлора. Методами релаксационной, адиабатической и дифференциальной сканирующей калориметрии выполнены измерения изобарной теплоемкости титаната эрбия в интервале температур 2-1870 K. На основе сглаженных значений теплоемкости рассчитаны энтропия и приращение энтальпии в области 0-1900 K, оценен вкладаномалии Шоттки при температурах до 300 K и рассчитана энергия Гиббса образования титанатаэрбия при 298.15 K.

Изучено межфазное распределение ионов лантаноидов(III) между водными растворами HNO3и растворами тетрабутилдигликольамида Bu2C(O)CH2OCH2C(O)NBu2(1), соединений R2P(O)CH2OCH2C(O)NBu2, где R = Bu (2), Ph (3), и фосфорилсодержащих подандов R2P(O)CH2OCH2P(O)R12, где R = R1= Bu (4); R = Bu, R1= Ph (5);R=R1= Ph (6), в 1,2-дихлорэтане и ионной жидкости - бис[(трифторметил)сульфонил]имиде 1-бутил-3-метилимидазолия. Установлено, что экстракция ионов металлов значительно возрастает в присутствии ионной жидкости в органической фазе. Определена стехиометрия извлекаемых комплексов, рассмотрено влияние концентрации HNO3 в водной фазе и строения экстрагента на эффективность извлечения ионов металлов в органическую фазу.

МАХ-фазы различного состава в последнее время находят все более широкое применение благодаря своей слоистой структуре и свойствам, характерным для керамических материалов и металлов. Поэтому большое значение имеет разработка легко масштабируемых методов получения данных соединений, характеризующихся повышенной фазовой чистотой. В работе изучено влияние на состав и свойства такой МАХ-фазы, как Ti2AlC, условий ее получения с применением защитного расплава солей (на примере KBr), в частности, соотношений исходных реагентов (n(Ti):n(Al):n(C)),температуры и длительности термической обработки. Установлено, что при температуре 1100∘C наибольший выход Ti2AlC (94.4%) достигается при мольном соотношении n(Ti):n(Al):n(C) =2:1.1:0.9. Показано, что при температурах синтеза от 900 до 1100∘C содержание целевой МАХ-фазы изменяется незначительно (от 94 до 96%), максимальное содержание Ti2AlC установлено приполучении образца при температуре 1000∘C. Изучено также влияние температуры синтеза (900,1100 и 1200∘C) на микроструктуру, термическое поведение в токе воздуха и величину работы выхода электрона.

Титанаты лития Li4+xTi5–xMxO12 (M = Sc, Ga, Al, Cr; x=0, 0.05, 0.1, 0.15) и их композиты с углеродными нанотрубками синтезированы золь-гель методом и охарактеризованы с помощью рентгенофазового анализа, сканирующей электронной микроскопии, импедансной и 7Li MAS-ЯМР-спектроскопии; проведено их электрохимическое тестирование. Показано, что допирование трехвалентными катионами приводит к уменьшению подвижности ионов лития в Li4+xTi5–xMxO12, чтоуказывает на доминирование переноса лития по вакансиям в этих материалах. Наилучшие электрохимические характеристики демонстрируют композиты Li4+xTi5–xMxO12 с углеродными нанотрубками.