СИНТЕЗ, СТРУКТУРА И ТЕРМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СИЛИКОФОСФАТОВ ЦИРКОНИЯ И ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ (K, Rb, Cs)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Впервые синтезированы и исследованы силикофосфаты A2Zr2SiO4(PO4)2 (A = K, Rb, Cs) со структурой минерала лангбейнита. Образцы охарактеризованы методами рентгенофазового анализа, ИК-спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионного рентгеновского микроанализа. Однофазные силикофосфаты получены при 800°C. Уточнение кристаллической структуры Rb2Zr2SiO4(PO4)2 методом Ритвельда показало, что основу структуры составляет трехмерный каркас, образованный октаэдрами ZrO6 и тетраэдрами (Si/P)O4, внекаркасные катионы щелочного металла занимают в нем изолированные полости. Для соединений определены валентные и деформационные колебания SiO4- и PO4-тетраэдров. Выявлены корреляции между ИК-спектрами и природой катиона A+. Термическая стабильность силикофосфатов до 1200°C подтверждена методами терморентгенографии и совмещенного ТГ-ДСК анализа. Коэффициент линейного теплового расширения Cs2Zr2SiO4(PO4)2 равен 5.8 × 10-6 °C-1. Полученные результаты свидетельствуют о высокой адаптации изученных силикофосфатных материалов к экстремальным температурным условиям.

Об авторах

В. И Петьков

Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Email: petkov@inbox.ru
Нижний Новгород, Россия

Е. А Асабина

Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Нижний Новгород, Россия

А. В Лапин

Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Нижний Новгород, Россия

Н. С Куликова

Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Нижний Новгород, Россия

А. С Ганов

Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Нижний Новгород, Россия

Список литературы

  1. Лаверов Н.П., Величкин В.И., Омельяненко Б.И. и др. Изоляция отработавших ядерных материалов: геолого-геохимические основы / М.: ИФЗ РАН, 2008.
  2. Montel J.-M. // C.R. Geosci. 2011. V. 343. № 2–3. P. 230. https://doi.org/10.1016/j.crte.2010.11.006
  3. Donald I.W. Waste Immobilization in Glass and Ceramic Based Hosts: Radioactive, Toxic and Hazardous Wastes / Chichester: John Wiley & Sons Ltd, 2010. https://doi.org/10.1002/9781444319354
  4. Orlova A.I., Ojovan M.I. // Materials. 2019. V. 12. № 16. P. 2638. https://doi.org/10.3390/ma12162638
  5. Caurant D., Loiseau P., Majerus O. et al. / Glasses, Glass-Ceramics and Ceramics for Immobilization of Highy Radioactive Nuclear Wastes / Nova Publishers, 2009.
  6. Юдинцев С.В. // Радиохимия. 2021. Т. 63. № 5. С. 403. https://doi.org/10.31857/S0033831121050014
  7. Bohre A., Avasthi K., Pet’kov V.I. // J. Ind. Eng. Chem. 2017. V. 50. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2017.01.032
  8. Clavier N., Podor R., Dacheux N. // J. Eur. Ceram. Soc. 2011. V. 31. № 6. P. 941. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2010.12.019
  9. Scheetz B.E., Agrawal D.K., Breval E., Roy R. // Waste Manag. 1994. V. 14. № 2. P. 489. https://doi.org/10.1016/0956-053X(94)90133-3
  10. Daneshwaran B., Sathasivam Pratheep K. // Ceram. Int. 2021. V. 47. № 20. P. 28951. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.07.055
  11. Morozov V.A., Belik A.A., Stefanovich S.Yu. et al. // J. Solid State Chem. 2002. V. 165. № 2. P. 278. https://doi.org/10.1006/jssc.2001.9521
  12. Зарипов А.Р., Орлова В.А., Петьков В.И. и др. // Журн. неорган. химии. 2009. Т. 54. № 1. С. 47.
  13. Папынов Е.К., Шичалин О.О., Белов А.А. и др. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 9. С. 1346. https://doi.org/10.31857/S0044457X21090117
  14. Седов В.А., Гляделова Я.Б., Асабина Е.А., Петьков В.И. // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. № 3. С. 291. https://doi.org/10.31857/S0044457X22601602
  15. Тронев И.В., Шейченко Е.Д., Разворотнева Л.С. и др. // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. № 3. С. 318. https://doi.org/10.31857/S0044457X22601869
  16. Грищенко Д.Н., Медков М.А. // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. № 8. С. 1042. https://doi.org/10.31857/S0044457X23600366
  17. Кузнецова Е.С., Першина С.В., Кузнецова Т.А. // Журн. общей химии. 2023. Т. 93. № 10. С. 1633. https://doi.org/10.31857/S0044460X23100116
  18. Козлова Т.О., Хворостинин Е.Ю., Родионова А.А. и др. // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. № 11. С. 1515. https://doi.org/10.31857/S0044457X23601207
  19. Gajda R., Zhang D., Parafiniuk J. et al. // IUCrJ. 2022. V. 9. P. 146. https://doi.org/10.1107/S2052252521012628
  20. Pet'kov V.I., Alekseev A.A., Asabina Е.А. et al. // Solid State Sci. 2024. V. 149. P. 107481. https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2024.107481
  21. Орлова А.И., Корытцева А.К., Логинова Е.Е. // Радиохимия. 2011. Т. 53. № 1. С. 48.
  22. Соболев И.А., Ожован М.И., Щербатова Т.Д., Батюхнова О.Г. Стекла для радиоактивных отходов / М.: Энергоатомиздат, 1999.
  23. Фосфор в окружающей среде / Под ред. Гриффита Э. М.: Мир, 1977.
  24. Laszlo E. Titanium Ti. International Series of Monographs on Analytical Chemistry, Gravimetric Analysis / Ed. Laszlo E. Pergamon, 1965. V. 7. P. 459.
  25. Иванова И.В., Зайцева Н.А., Самигуллина Р.Ф. и др. // Журн. неорган. химии. 2020. Т. 65. № 10. С. 1331. https://doi.org/10.31857/S0044457X20100104
  26. Rietveld H.M. // Acta Crystallogr. 1967. V. 22. № 1. P. 151. https://doi.org/10.1107/S0365110X67000234
  27. Kim Y.I., Izumi F. // J. Ceram. Soc. Jpn. 1994. V. 102. P. 401. https://doi.org/10.2109/jcersj.102.401
  28. Izumi F. // The Rietveld Method. N.-Y.: Oxford University Press, 1993. Ch.13. P. 236. https://doi.org/10.1002/crat.2170300412
  29. Shannon R.D. // Acta Crystallogr., Sect. A. 1976. V. 32. № 5. P. 751. https://doi.org/10.1107/S0567739476001551
  30. Wen C., Luo Z., Liang H. et al. // Appl. Phys. A. 2022. V. 128. № 1. P. 71. https://doi.org/10.1007/s00339-021-05219-9
  31. Cruickshank D.W.J. // J. Chem. Soc. 1961. P. 5486. https://doi.org/10.1039/JR9610005486
  32. Njema H., Boughzala K., Boughzala H., Bouzouita K. // J. Rare Earths. 2013. V. № 9. P. 897. https://doi.org/10.1016/s1002-0721(12)60376-7
  33. Орлова А.И., Орлова В.А., Бескровный А.И. и др. // Кристаллография. 2005. Т. 50. № 5. С. 820.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).