Том 49, № 2 (2023)

С помощью компьютерных методов (пакета программ ToposPro) осуществлен геометрический и топологический анализ кристаллической структуры Pd₁₁₂Co₂₀₄Al₆₈₄-cP1000 с пр. гр. Pa-3, a = 24.433 Å, V = 14587.24 ų. Металлокластеры-прекурсоры кристаллических структур определены с использованием алгоритма разложения структурных графов на кластерные структуры и путем построения базисной сетки структуры в виде графа, узлы которого соответствуют положению центров кластеров-прекурсоров \(S_{3}^{0}.\) Установлены 26 906 вариантов кластерного представления 3D атомной сетки с числом структурных единиц от 3 до 12. Рассмотрена самосборка кристаллической структуры из новых трехслойных K155(4a) =Al@Al₆Pd₈)@Pd₁₂Al₃₀@Pd₈Co₁₈Al₇₂ и двухслойных кластеров-прекурсоров K55(4b) = Co@Al₁₂@Co₁₂A_l30 с симметрией g = –3. В элементарной ячейке позиции 4a занимают атомы Al, являющиеся центральными атомами 15-атомного полиэдра K15(4a) = Al@Al₈Pd₆ и позиции 4b занимают атомы Co, являющихся центральными атома 13-атомного икосаэдра K13(4b) = Co@Al₁₂. Реконструирован симметрийный и топологический код процессов самосборки 3D структур из кластеров-прекурсоров K155 и K55 в виде: первичная цепь → микрослой → микрокаркас. В качестве спейсеров, занимающих пустоты в 3D каркасе из нанокластеров K155 и K55, установлены атомы Al.

Построено древо фаз изученной ранее системы СаO–MgO–SiO₂, включающее три цикла и представленные пятнадцатью симплексами, разделяющимися между собой пятнадцатью стабильными секущими. В системе отмечено образование шести двойных и четырех тройных соединений конгруэнтного и инконгруэного плавления. На основании древа фаз с учетом данных по элементам огранения проведен прогноз кристаллизующихся фаз в стабильных секущих и в фазовых вторичных треугольниках. Для фигуративных точек состава, отвечающих пересечениям стабильных и нестабильных секущих, на основе термодинамических данных описано химическое взаимодействие. Показано, что тройные соединения могут быть синтезированы по нескольким реакциям.

Основной причиной глобального потепления является неуклонный рост парниковых газов в атмосфере. Наибольшую долю парниковых газов составляет углекислый газ CO₂. Поэтому важной фундаментальной и прикладной задачей является разработка высокоэффективных сорбентов CO₂. В статье исследуется сорбция CO₂ сорбентами, представляющими собой силикагели на основе поликремниевой кислоты, модифицированные гидроксиэтилкарбаматом. Показано, что для модификации сорбентов оптимальной является концентрация растворов гидроксиэтилкарбаматов, равная 30%. Факт модификации подтвержден наличием гидроксильных, карбонильных и аминогрупп в составе сорбентов. Установлено, что наличие аминогрупп способствовало увеличению сорбции углекислого газа силикагелем в несколько раз. Исследована термостойкость полученных сорбентов. Показано, что наибольшие показатели сорбции составляли 8.8% от массы сорбента при 30°С. После 5 циклов процессов сорбции/десорбции максимальная сорбционная емкость сорбентов снижалась на 10%. При высоких давлениях до 3 атм. сорбция увеличивалась. Сорбенты, модифицированные 30% раствором гидроксиэтилкарбаматов, при 3 атм. сорбировали до 9.96 моль СО₂/г. Относительно быстрый рост скорости сорбции при высоких давлениях и относительно медленный рост при низких давлениях доказывают, что процесс соответствует сорбции 2-го типа. Такие сорбционные системы перспективны для применения в различных технологических газовых системах, содержащих CO₂.

Изучено влияние условий гидротермального синтеза (температура, длительность, перемешивание), состава и предсинтетической обработки узких фракций ценосфер летучих энергетических зол, выполняющих функцию темплата и источника Si и Al, на получение микросферических цеолитных материалов заданного структурного типа в системе Na₂O–H₂O–(SiO₂–Al₂O₃)_стекло двух мольных составов. Продукты синтеза охарактеризованы методами рентгенофазового анализа, растровой электронной микроскопии, энергодисперсионного анализа и низкотемпературной адсорбции азота, изучены их сорбционные свойства в отношении Cs⁺ и Sr²⁺. Выявлены факторы, способствующие преимущественному формированию цеолита NaX структурного типа фожазит. Установлено, что цеолитные продукты на основе ценосфер с содержанием стеклофазы около 95 мас. % демонстрируют наиболее высокие сорбционные параметры, включая максимальную емкость по Cs⁺ и Sr²⁺ – до 250 и 180 мг/г, коэффициент распределения – порядка 10⁴ и 10⁶ мл/г, степень извлечения – 99.1 и 99.9% соответственно.

Cтекло состава 6Na₂O·22B₂O₃·70SiO₂·2Cr₂O₃ изучено методами растровой электронной микроскопии, рентгенофазового анализа и дифференциально термического анализа в зависимости от длительности термообработки при температуре 550°С. Установлено, что в процессе термообработки в течение 24–96 ч в исследованном стекле формируется ликвационная структура с взаимопроникающими фазами, а также формируется кристаллическая фаза эсколаита – Cr₂O₃. При максимальной длительности термообработки – 96 ч в объеме стекла образуется кристобалит, что сопровождается уменьшением температуры стеклования маловязкой фазы. Интенсивность пиков эсколаита при этом уменьшается. Кристаллизация фаз Cr₂O₃ и SiO₂ происходит, по-видимому, за счет вещества маловязкой фазы.

На основании данных, полученных комплексными методами физико-химического анализа по исследованию различных разрезов тройных систем Tm–As–S(Se) и используя литературные данные, определена граница области стеклообразования системы Tm–As–S и Tm–As–Se. Установлено, что при скорости охлаждения 10°C/мин в системе Tm–As–S область стеклообразования стекла системы составляет 33 aт. % от общей площади треугольника, а при скорости охлаждения 10²°C/мин 51 aт. % от общей площади треугольника. В системе Tm–As–Se при указанных режимах охлаждения область стекла составляет 35 и 54 aт. % соответственно.