Складні фосфати титану, цирконію та гафнію - Автореферат

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені ТАРАСА ШЕВЧЕНКАНауковий керівник: член-кореспондент НАН України, доктор хімічних наук, професор, Слободяник Микола Семенович Київський національний університет імені Тараса Шевченка, завідувач кафедри неорганічної хімії Офіційні опоненти: член-кореспондент НАН України, доктор хімічних наук, професор, Присяжний Віталій Демянович Міжвідомче відділення електрохімічної енергетики НАН України, директор доктор хімічних наук, професор Копілевич Володимир Абрамович Природничо-гуманітарний навчально-науковий інститут національного аграрного університету, директор Захист відбудеться “31 ”березня 2008 р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.03 Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 01033, м. З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 01033, м. Визначено області та умови кристалізації фосфатів титану, цирконію і гафнію з лангбейнітовим типом каркасу.Одержання нових сполук цього ряду, їх систематичне дослідження та встановлення критеріїв утворення є важливими завданнями для одержання нових функціональних матриць, які можуть бути покладені в основу нових матеріалів із цінними оптичними та електрофізичними характеристиками. Виконана робота є продовженням систематичних досліджень по синтезу складних фосфатів лужних та полівалентних металів із сольових розплавів, вивчення їх властивостей, які проводяться на кафедрі неорганічної хімії Київського національного університету імені Тараса Шевченка у відповідності з держбюджетними тематиками: „Оксидні матеріали з особливими електрофізичними властивостями” (номер державної реєстрації 0101U002160) та „Вплив складу, структури та методів одержання на властивості оксидних керамічних та монокристалічних матеріалів” (номер державної реєстрації 0106U005892). Мета дисертаційної роботи полягає у досліджені процесів фазоутворення у лужнофосфатних розчин-розплавах, що містять оксиди титану, цирконію або гафнію, а також дво-чи тривалентних металів; одержання нових фосфатів ізоструктурних лангбейніту на основі титану, цирконію та гафнію із фосфатних та фосфатно-фторидних розплавів, та встановлення кореляцій між складом та будовою даного класу сполук. Для реалізації поставлених задач необхідно проаналізувати будову кристалічних каркасів типу [M2(PO4)3]?, встановити критерії утворення сполук із каркасами типу лангбейніту, а також: Дослідити характер кристалоутворення та природу одержаних фаз у розчин-розплавах MI2O-P2O5-TIO2-MIIO та MIII2O3, де MI - K, Cs, а MII та MIII дво-і тривалентний метал. Встановити будову ряду нових фосфатів із лангбейнітовим каркасом, які містять разом із чотиривалентними металами ряд елементів із широким спектром йонних радіусів з метою визначення критеріїв їх утворення.Серед фосфатів із каркасами [M2(PO4)3]? проведено кристалохімічний та порівняльний аналіз для трьох структурних типів NAZR2(PO4)3 (NZP), Sc2(WO4)3 (SW) та K2Mg2(SO4)3 (лангбейніт). У калійфосфатних системах із оксидами двовалентних металів (за виключенням Sr та Ba) виявлено області кристалізації фаз трьох типів - двох раніше відомих КТІ2(РО4)3 і КТІОРО4 та кубічних ортофосфатів К2МІІ0,5Ті1,5(РО4)3 із лангбейнітовим типом каркасу. У цезійфосфатних розплавах, які містили двовалентні метали та титан, не було одержано фосфатів із лангбейнітовим типом каркасу - спостерігалося склоутворення, тоді як у присутності тривалентних металів спостерігалася кристалізація подвійних дифосфатів типу CSMIIIP2O7 (MIII - Cr, Fe, Ga, In, Y, Tb-Lu) чи ортофосфатів ізоструктурних монациту MIIIPO4 (MIII - La-Gd, Bi). Для системи, що містила манган, виявлено специфічний вплив вмісту мангану у розплаві та умов взаємодії на склад продуктів кристалізації. Можливості кристалізації фосфатів з лангбейнітовим типом каркасу на основі цирконію чи гафнію та тривалентних металів досліджували у розплавах, які містять оксиди Al, Cr, Fe, Ga, In, Ві та гексафторметалати калію K2[MIVF6].Природа цього процесу пояснена на основі структурних досліджень: зафіксовано входження двовалентного металу у позиції калію, що вимагає підвищення заряду аніонної підґратки та, відповідно, зумовлює часткове відновлення титану. Запропоновано новий підхід, який полягає у застосуванні фторидних похідних цирконію чи гафнію, що дозволяє вирощувати кристали цирконій-та гафнійвмісних фосфатів із розчин-розплавів. Ефективність даного підходу показано у системах MI2O-P2O5-MIVF4 та MI2O-P2O5-MI2[MIVF6] (MIV - Zr, Hf; MI - K, Cs), де знайдено області та умови кристалізації фосфатів MIMIV2(PO4)3 та MI2MIV(PO4)2. Використання фторидних похідних у комбінованих розплавах дозволило синтезувати ряд нових фосфатів ізоструктурних лангбейніту: MI2MII0,5MIV1,5(PO4)3 (MI - K, Cs; MIV - Zr, Hf; MII - Mg, Ca, Co, Ni, Cu, Zn, Cd), MI2MIIIMIV(PO4)3 (MI - K, Cs; MIV - Zr, Hf; MIII - Cr, Fe, Ga, In, Y, La-Nd, Sm-Lu, Bi) та твердих розчинів на їх основі.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ