авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 ||

Разработка методов синтеза функциональных материалов на основе титана, ниобия и тантала в водных средах

-- [ Страница 6 ] --

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

На основе изучения закономерностей комплексообазования и ионного обмена обоснованы и разработаны общие принципы и подходы к направленному синтезу наноструктурировнных сложных оксидов титана, ниобия и тантала, а также оксофосфатов титана в водных средах.

1. Показано, что при вхождении электронодонорного ацидолиганда во внутреннюю координационную сферу моноядерных комплексов титана(IV), ниобия(V) или тантала(V) увеличивается активность координированных цетральным ионом оксо- или гидроксогрупп к межмолекулярному взаимодействию, что приводит к их протонированию или образованию полиядерных ассоциатов гидролитической природы. Определены условия образования и устойчивость акваоксогидрофосфатного комплекса титана(IV).

2. Разработаны физико-химические основы синтеза метаниобатов (метатанталатов) щелочных металлов, метатитанатов стронция, бария и свинца, а также двойных оксофосфатов титана и щелочных металлов в водной среде. Определены концентрационные и температурные условия образования гидратированных прекурсоров MVO2(OMI)aq и TiO(OMI)2aq (MI – Li, Na, K, NH4; MV – Nb, Ta), предотвращающих оляцию-оксоляцию и обеспечивающих получение метаниобатов (метатанталатов) или метатитанатов щелочных металлов, а также метатитанатов стронция, бария и свинца стехиометрического состава. Высоко гидратированный оксогидрофосфат титана TiO(HPO4)·nH2O (n3) является эффективным прекурсором при синтезе соединений группы KTP стехиометрического состава в водных средах. Впервые экспериментально установлены термодинамические характеристики (значения констант, изменения энтальпии и энтропии) процессов гетерогенного замещения катионов в гидратированных прекурсорах, позволяющие определить условия проведения золь-гель синтеза. Показано, что сродство катионов к оксогидроксидной матрице прекурсора увеличивается в ряду K+<Na+<Li+, а к оксофосфатной – в ряду Li+ < Na+ < K+< Rb+< Cs+.

3. Определены условия низкотемпературной кристаллизации метаниобатов (метатанталатов) щелочных металлов, метатитанатов стронция, бария и свинца, а также двойных оксофосфатов титана и щелочного металла. Установлены закономерности влияния условий получения кристаллических порошков сегнетоэлектриков на их морфологию и гранулометрический состав. Показана возможность управления дисперсностью порошков сегнтоэлектриков узких гранулометрических классов. Увеличение температуры и концентрации реагирующих компонентов способствует уменьшению крупности частиц порошка. Высокоскоростная гидродинамическая обработка приводит к равномерному укрупнению всех частиц, обусловленному разрушением гидратной оболочки и усилением электростатического взаимодействия между монодоменными зернами.

4. Разработаны физико-химические основы синтеза сорбционных материа-лов на основе гидратированных оксогидроксофосфатов титана(IV). Установле-ны закономерности влияния условий синтеза и способа модифицирования на их состав и сорбционные свойства. Степень гидратации и соотношение P:Ti(IV) определяют характеристики синтезированных ионообменников. Константа замещения ионов водорода на катионы металлов I и II групп Периодической системы вне зависимости от природы анионного фона, а также редкоземельных элементов в нитратных растворах определяется степенью гидратации иона металла и увеличивается в рядах: Li+ < Na+ < K+< Rb+< Cs+, Mg2+< Ca2+< Sr2+< Ba2+, Y3+< Gd3+< Eu3+< Sm3+< Nd3+< Ce3+. Для катионов d-металлов в хлоридных растворах значение константы убывает в ряду Cu2+>Fe2+>Co2+>Ni2+, а в сульфатных и нитратных – в ряду Cu2+>Ni2+>Fe2+>Co2+.

5. Предложены новые подходы к управлению сорбционными свойствами и процессами агрегации оксогидроксофосфатов титана при их модифицировании катионами переходных металлов, отличающихся от титана(IV) по электроотри-цательности. Модифицирование сорбентов на основе гидратированного оксо-гидроксофосфата титана(IV) железом(III), цирконием(IV) или ниобием(V) повышает кислотные свойства по сравнению с оксогидроксофосфатами тита-на(IV), что обусловлено образованием гетероядерных комплексов и увеличени-ем поляризации ионогенных гидрофосфатных групп. Использование таких ионообменников обеспечивает проведение сорбции в более кислых средах. При модифицировании титанофосфатных сорбентов катионами переходных металлов установлены условия образования комплексов с различными кислотно-основными свойствами, обеспечивающие эффективное проведение процессов оляции и оксоляции для гранулирования сорбента без использования связующих добавок.

6. Разработаны способы синтеза монофазных наноразмерных кристаллических порошков сложных оксидов MIMVО3 (MI – Li, Na, K; MV – Nb, Ta), MIITiО3 (MII – Sr, Ba, Pb), двойных оксофосфатов титана(IV) и щелочного металла MITiOPО4 (MI – Li, Na, K, Rb,Cs) стехиометрического состава и узких гранулометрических классов в водных средах при атмосферном давлении и температуре 80-100°С. Предложены и апробированы технологические схемы синтеза. Испытания наработанных опытных партий порошков в НТЦ «Полюс-1» - ГП НИИ “Полюс” (г. Москва), ОАО «Гириконд» и НИТИОМ (г. Санкт-Петербург) подтвердили эффективность разработанной технологии синтеза и высокое качество сегнетоэлектрических материалов, отвечающих требованиям к продуктам, используемым для роста монокристаллов и производства сегнетоэлектрических тонкослойных керамик и стеклокерамик.

7. Разработаны новые составы и методы получения сорбентов на основе гидратированных оксогидроксофосфатных соединений титана(IV) из продуктов переработки титанового сырья. Разработана технология модифицирования и гранулирования титанофосфатных сорбентов без использования добавок вяжущих и инертных носителей.

8. Предложены и испытаны технические решения, показывающие высокую эффективность разработанных сорбентов для очистки технологических ЖРО, образующихся при эксплуатации ядерных энергетических установок (ФГУП «Севрао»), реабилитации загрязненных радионуклидами грунтов, выделения РЗЭ из технологических растворов переработки апатитового концентрата и цветных металлов из стоков. Найдены условия термической обработки, обеспечивающие надежную иммобилизацию сорбированных катионов в виде нерастворимых в воде кристаллических соединений.

Список основных публикаций по теме диссертации

Монография

1. Иваненко В.И., Локшин Э.П., Громов О.Г., Калинников В.Т. Синтез сегнетоэлектрических и люминесцентных сложных оксидов редких элементов. –Апатиты: Изд. Кольского научного центра РАН, 2009. – 153 с.

Статьи

2. Иваненко В.И., Кравцов В.И., Столяров Г.К. Потенциометрическое исследование кинетики окисления титана (III) перхлорат-ионами // Электрохимия. – 1980. – Т.16, №3. – С. 436-438.

3. Кадырова Г.И., Иваненко В.И. Исследование полимеризации титана(IV) в сульфатно-перхлоратных растворах потенциометрическим методом // Журнал неорганической химии – 1981. – Т.26, №6. – С. 1558-1562.

4. Иваненко В.И., Кадырова Г.И., Кравцов В.И. Изучение состояния титана(IV) в кислых перхлоратных растворах потенциометрическим методом // Электрохимия. – 1982. – Т.18, №4. – С. 496-500.

5. Кадырова Г.И., Иваненко В.И., Иванова Е.А. К вопросу о полимеризации титана(IV) в сульфатно-перхлоратных растворах // Журнал неорганической химии. – 1983. – Т.28, №7. – С. 1892-1894.

6. Кадырова Г.И., Иваненко В.И. Исследование комплексов титана (III,IV) в солянокислых растворах // Журнал неорганической химии. – 1986. – Т.31, №9. – С. 2274-2278.

7. Кравцов В.И., Иваненко В.И., Кадырова Г.И. Исследование равновесий электродных реакций комплексов ниобия в кислых водных растворах // Электрохимия. – 1987. – Т.23, №1. – С. 36-41.

8. Иваненко В.И., Кравцов В.И., Кадырова Г.И. Исследование кинетики электродных процессов комплексов ниобия в кислых перхлоратных и сульфатных растворах // Электрохимия. – 1987. – Т.23, №8. – С. 1056-1060.

9. Иваненко В.И., Кадырова Г.И. Исследование полимеризации тантала(V) в сернокислых растворах потенциометрическим методом // Журнал неорганической химии. – 1991. – Т.36, №5. – С. 1303-1307.

10. Иваненко В.И., Кадырова Г.И. Исследование взаимодействия тантала(III,V) с ниобием(III,V) в сернокислых растворах потенциометрическим методом // Журнал неорганической химии. – 1992. – Т.37, №4. – С. 839-844.

11. Кадырова Г.И., Иваненко В.И., Иванова Е.А., Маслобоев В.А. Гетероядерное комплексообразование в системах титан(III,IV)-тантал(V) и тантал(III,V)-титан(IV) в сернокислых растворах // Журнал неорганической химии. – 1996. – Т.41, №4. – С. 617-620.

12. Иваненко В.И., Кадырова Г.И., Кравцов В.И. Полиядерные комплексы ниобия(V) в сернокислых растворах // Журнал прикладной химии. – 1996. – Т.69, №1. – С. 16-20.

13. Кадырова Г.И., Иваненко В.И., Маслобоев В.А. Гетероядерные комплексы в системах титан(III,IV)-тантал(V), тантал(III,V)-титан(IV) в сернокислых растворах при 70оC // Журнал неорганической химии. – 1998. – Т.43, №11. – С. 1924-1928.

14. Иваненко В.И., Кадырова Г.И., Маслобоев В.А. Комплексообразование тантала в кислых перхлоратных и сульфатных растворах // Журнал неорганической химии. – 1999. – Т.44, №3. – С. 447-451.

15. Иваненко В.И., Удалова И.А., Локшин Э.П., Маслобоев В.А. Образование твердых фаз фосфатов титана(IV) в водных растворах // Журнал прикладной химии. – 1999. – Т.72, №8. – С. 1250-1255.

16. Иваненко В.И., Удалова И.А., Локшин Э.П., Калинников В.Т. Процессы катионного замещения в оксогидроксидных матрицах ниобия(V) // Журнал прикладной химии. – 2001. – Т.74, №2. – С. 191-196.

17. Иваненко В.И., Удалова И.А., Локшин Э.П., Кравцов В.И. Потенциометрическое изучение электродных реакций комплексов титана в кислых фосфатно-перхлоратных растворах // Электрохимия. – 2001. – Т.37, №5. – С. 619-625.

18. Иваненко В.И., Удалова И.А., Локшин Э.П., Калинников В.Т. Состояние фосфат-ионов в водных растворах на фоне NaCl, KCl, NaNO3 и KNO3 // Журнал неорганической химии. – 2002. – Т.47, №6. – C. 1026-1032.

19. Локшин Э.П., Иваненко В.И., Авсарагов Х.Б., Мельник Н.А., Владимирова В.В., Калинников В.Т. Очистка водно-солевых растворов от радионуклидов фосфатами титана(IV) и циркония(IV) // Атомная энергия. – 2002. – Т.92, №2. – С. 118-123.

20. Удалова И.А., Иваненко В.И., Калинников В.Т. Катионное замещение в оксогидроксидных матрицах титана(IV) // Журнал неорганической химии. – 2002. – Т.47, №6. – С. 1033-1038.

21. Локшин Э.П., Иваненко В.И., Удалова И.А., Калинников В.Т. Физико-химическое обоснование использования TiOHPO4 для очистки жидких радиоактивных отходов // Радиохимия. – 2003. – Т.45, №4. – С. 357-361.

22. Калинников В.Т, Локшин Э.П., Иваненко В.И., Громов О.Г., Удалова И.А., Кузьмин А.П., Куншина Г.Б. Получение ультрадисперсных порошков и наноразмерных эпитаксиальных пленок оксидных и ортофосфатных соединений на основе редких элементов IV и V групп Периодической системы // Перспективные материалы. – 2003. – №3. – С. 73-79.

23. Калинников В.Т., Громов О.Г., Куншина Г.Б., Кузьмин А.П., Локшин Э.П., Иваненко В.И. Получение LiTaO3, LiNbO3 и NaNbO3 из пероксидных растворов // Неорганические материалы. – 2004. – Т.40, №4. – С. 482-485.

24. Иваненко В.И., Локшин Э.П., Владимирова В.В., Авсарагов Х.Б. Получение и исследование свойств титанофосфатных сорбентов // Журнал прикладной химии. – 2005. – Т.78, №1. – С. 66-72.

25. Локшин Э.П., Иваненко В.И., Громов О.Г., Калинников В.Т. Синтез сложных оксидов редких элементов IV и V групп (Обзор) // Стекло и керамика. – 2005. – №8. – С. 14-18.

26. Калинников В.Т., Локшин Э.П., Сидоров Н.В., Громов О.Г., Кузьмин А.П., Куншина Г. Б., Иваненко В.И. Получение наноразмерных порошков и эпитаксиальных плёнок сложных оксидов редких элементов IV-V групп из водно-пероксидных растворов // Химия в интересах устойчивого развития. – 2005. – Т.13, №3. – С. 433-439.

27. Локшин Э.П., Седнева Т.А., Иваненко В.И., Калинников В.Т., Погребняк О.С. Получение и использование титановой продукции из сфенового концентрата // Обогащение руд. – 2005. – №3. – С. 32-36.

28. Ivanenko V.I., Lokshin E.P., Udalova I.A., Rosenbluh M., Kaganovskii Yu., Zdobina S.V., Kalinnikov V.T. Synthesis of fine powders of KTP-group compounds of stoichiometric composition // Powder Technology. – 2006. – V.166. – P. 24-29.

29. Иваненко В.И. Сорбционная технология дезактивации жидких радиоактивных отходов с повышенным солесодержанием и перспективы ее использования для реабилитации загрязненных территорий // Химия в интересах устойчивого развития. – 2006. – Т.14, №2. – С. 133-139.

30. Иваненко В.И., Локшин Э.П., Авсарагов Х.Б., Корнейков Р.И. Радиоактивное загрязнение грунтов Кольского полуострова и их дезактивация // Химия в интересах устойчивого развития. – 2006. – Т.14, №3. – С. 263-270.

31. Иваненко В.И., Локшин Э.П., Громов О.Г., Аксенова С.В., Удалова И.А., Калинников В.Т. Синтез микро- и наноразмерных порошков метаниобатов и метатанталатов щелочных металлов // Неорганические материалы. – 2007. – Т.43, №6. – С. 753-761.

32. Иваненко В.И., Локшин Э.П., Якубович Е.Н., Владимирова С.В., Калинников В.Т. Синтез наноразмерных порошков метатитанатов двухвалентных металлов // Перспективные материалы. – 2007. – №4. – С. 73-82.

33. Иваненко В.И., Локшин Э.П., Осауленко Р.Н., Калинников В.Т. Получение наноразмерных порошков сегнетоэлектриков узких грануломет-рических классов // Доклады Академии наук. – 2007. – Т.416, №2. – С. 200-202.

34. Иваненко В.И., Локшин Э.П., Аксенова С.В., Корнейков Р.И., Калинников В.Т. Термодинамика гетерогенного катионного замещения на гидрофосфате титанила // Журнал неорганической химии. – 2008. – Т.53, №4. – С. 557-563.

35. Иваненко В.И., Локшин Э.П., Корнейков Р.И., Аксенова С.В., Калинников В.Т. Зависимость ионообменных свойств сорбента на основе гидрофосфата оксотитана от состава // Журнал прикладной химии. – 2008. – Т.81, №5. – С.726-729.

36. Локшин Э.П., Иваненко В.И., Тареева О.А., Корнейков Р.И. Извлечение лантаноидов из фосфорнокислых растворов с использованием сорбционных методов // Журнал прикладной химии. – 2009. – Т.82, №4. – С. 544-551.

37. Rodriguez Ernesto V., de Araujo Cid B., Brito-Silva Antonio M., Ivanenko V.I., Lipovskii A.A. Hyper-Rayleigh scattering from BaTiO3 and PbTiO3 nanocrystals // Chemical Physics Letters. – 2009. – V467, N 4-6. – P. 335-338.

38. Локшин Э.П. Иваненко В.И., Корнейков Р.И. Извлечение катионов кобальта(II) из растворов, содержащих этилендиаминтетраацетат- и оксалат-ионы // Атомная энергия. – 2011. – Т.110, №5. – С. 285-288.

39. Иваненко В.И., Локшин Э.П., Корнейков Р.И., Калинников В.Т. Повы-шение эффективности титанофосфатных сорбентов модифицированием катио-нами переходных металлов // Доклады Академии наук. – 2011. – Т.439, №4. – С. 493-495.

40. Иваненко В.И., Корнейков Р.И., Локшин Э.П. Сорбенты на основе оксогидроксофосфата титана(IV), модифицированного цирконием(IV), для очистки стоков от катионов металлов // Цветные металлы. – 2011. – №11. – С. 35-39.

Патенты

41. Пат. 2088530 Российская Федерация, МПК6 C01G 33/00, 35/00, C01D 15/00. Способ получения метаниобата и метатанталата лития / В.И. Иваненко, В.Т. Калинников, В.А. Маслобоев, И.А. Удалова, Э.П. Локшин; Ин-т химии и технологии редких элементов и минер. сырья Кол. науч. центра РАН. – №95109829/25; заявл. 13.06.95; опубл. 27.08.97, Бюл. №24.

42. Пат. 2093467 Российская Федерация, МПК6 C01G 23/00. Способ получения фосфата и/или арсената титанила одновалентного металла / В.И. Иваненко, Э.П. Локшин, В.А. Маслобоев, И.А. Удалова, Г.И. Кадырова; Ин-т химии и технологии редких элементов и минер. сырья Кол. науч. центра РАН. – №96110388/25; заявл. 23.05.96; опубл. 20.10.97, Бюл. №29.

43. Пат. 2200994 Российская Федерация, МПК7 G21F 9/12. Способ очистки водных радиоактивных растворов от радионуклидов / В.И. Иваненко, Э.П. Локшин, Х.Б. Авсарагов, В.Т. Калинников, В.Н. Пантелеев, Н.Я. Васильева; Ин-т химии и технологии редких элементов и минер. сырья Кол. науч. центра РАН. – №2001113209/06; заявл. 14.05.01; опубл. 20.03.03, Бюл. №8.

44. Пат. 2246985 Российская Федерация, МПК7 B01J 20/02. Способ получения сорбента на основе фосфата титана / В.И. Иваненко, Э.П. Локшин, Х.Б. Авсарагов, Мельник, Н.А. В.Т. Калинников; Ин-т химии и технологии редких элементов и минер. сырья Кол. науч. центра РАН. – №2003119673/15; заявл. 30.06.03; опубл. 27.02.05, Бюл. №6.

45. Пат. 2245304 Российская Федерация, МПК7 C01G 33/00, 35/00, C01D 13/00, 15/00. Способ получения метаметаллата (V) щелочного металла / О.Г. Громов, Г.Б. Куншина, А.П. Кузьмин, Э.П. Локшин, В.И. Иваненко, В.Т. Калинников; Ин-т химии и технологии редких элементов и минер. сырья Кол. науч. центра РАН. – №2003118340/15; заявл. 17.06.03; опубл. 27.01.05, Бюл. №3.

46. Пат. 2307073 Российская Федерация, МПК C01G 23/00, С01В 25/00 (2006.01). Способ получения порошка фосфата титанила щелочного металла / В.И. Иваненко, Э.П. Локшин, С.В. Аксенова, И.А. Удалова, В.Т. Калинников; Ин-т химии и технологии редких элементов и минер. сырья Кол. науч. центра РАН. – №2005138740/15; заявл. 12.12.05; опубл. 27.09.07, Бюл. №27.

47. Пат. 2323882 Российская Федерация, МПК C01G 23/00, C01F 11/00, C01G 21/00 (2006.01). Способ получения титаната двухвалентного металла / В.И.Иваненко, Э.П. Локшин, Е.Н. Якубович, С.В. Владимирова, В.Т. Калинников; Ин-т химии и технологии редких элементов и минер. сырья Кол. науч. центра РАН. – №2006117960/15; заявл. 24.05.06; опубл. 10.05.08, Бюл. №13.

48. Пат. 2331128 Российская Федерация, МПК G21F 9/28 (2006.01). Способ очистки грунтов от радионуклидов / Э.П. Локшин, В.И. Иваненко, Р.И. Корнейков, Х.Б. Авсарагов, В.Т. Калинников; Ин-т химии и технологии редких элементов и минер. сырья Кол. науч. центра РАН. – №2006142925/06; заявл. 04.12.06.; опубл. 10.08.08, Бюл. №22.

49. Пат. 2362741 Российская Федерация, МПК C01G 23/00, 25/00, 33/00, 35/00, B82B 1/00, H01L 41/187 (2006.01). Способ получения наноразмерного порошка сегнетоэлектрика / В.И. Иваненко, Э.П. Локшин, В.Т. Калинников; Ин-т химии и технологии редких элементов и минер. сырья Кол. науч. центра РАН. – №2007145536/15; заявл. 07.12.07; опубл. 27.07.09, Бюл. №21.

50. Пат. 2401160 Российская Федерация, МПК B01J 20/02 (2006.01). Способ получения сорбента на основе фосфата титана / В.И. Иваненко, Э.П. Локшин, Р.И. Корнейков, В.Т. Калинников; Ин-т химии и технологии редких элементов и минер. сырья Кол. науч. центра РАН. – №2009/127217/05; заявл. 14.07.09; опубл. 10.10.10, Бюл. №28.

51. Пат. 2430885 Российская Федерация, МПК C01F 17/00, С22В 3/06 (2006.01). Способ извлечения лантаноидов из апатитового концентрата / Э.П. Локшин, В.И. Иваненко, О.А. Тареева, Р.И. Корнейков; Ин-т химии и технологии редких элементов и минер. сырья Кол. науч. центра РАН. – № 2010111828/05; заявл. 26.03.10; опубл. 10.10.11, Бюл. №28.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.