Том 68, № 5 (2023)

Предложен новый способ получения LuFeMgO₄, основанный на реакции горения гелеобразного прекурсора, приготовленного из нитратов металлов и органического топлива. Исследована возможность получения этого оксида из стехиометрических композиций нитратов металлов с поливиниловым спиртом (ПВС) и глицином. Для рассматриваемых систем выполнена оценка адиабатических температур горения T_ad. Продукты горения ПВС- и глицин-нитратных композиций до и после их термической обработки изучены с помощью РФА и ИК-спектроскопии. Установлено, что продукты реакции горения ПВС-нитратной композиции представляют собой рентгеноаморфный порошок, а глицин-нитратной – смесь нанокристаллических оксидов, содержащую 52.5 мас. % LuFeMgO₄. По данным РФА и РЭМ, четырехчасовой отжиг этой смеси при 1300°C приводит к получению однофазного порошка LuFeMgO₄ со слоистой микроструктурой и размером зерна около 1–2 мкм.

Методами оптической и сканирующей электронной микроскопии исследован сплав InSb + 1 ат. % Ni + 1 ат. % Mn. Установлено наличие фазы Гейслера на основе NiMnSb в виде микровключений на дислокациях InSb. Химический состав микровключений на скоплении дислокаций лежит в интервале от Ni_1.1MnSb до Ni_1.2MnSb, а на отдельных дислокациях приближается по составу к Ni_1.1MnSb. Однако возникающие в процессе синтеза объемные структурные дефекты в виде микропор и упругие деформации вокруг них являются основными проблемами при создании когерентного материала с беспрепятственным движением поляризованных электронов по всему объему.

Методами высокого и низкого насыщения синтезированы и проанализированы слоистые двойные гидроксиды магния-алюминия и смешанные оксиды на их основе. Показано, что существенное влияние на фазовый состав и формирование наноразмерных частиц с большой площадью поверхности оказывает скорость введения магний-алюминиевых систем в среду осаждаемого вещества. Все полученные образцы исследованы методами термогравиметрического анализа с масс-спектрометрическим детектированием, рентгеновской дифрактометрии, электронно-растровой микроскопии, энергодисперсионной рентгеновской и инфракрасной спектроскопии.

Проведено прогнозирование температуры плавления при атмосферном давлении двойных галогенидов состава ABHal₃, ABHal₄, A₂BHal₄, A₂BHal₅ и A₃BHal₆ (A и B – разные элементы, Hal = F, Cl, Br или I). Для расчетов была применена разработанная авторами система, основанная на использовании методов машинного обучения. Поиск компьютерных моделей был проведен на основе анализа информации об уже известных температурах плавления галогенидов. Для прогнозирования неизвестных значений температуры плавления галогенидов использовали только значения свойств элементов A, B и Hal. Было показано, что применение программ, основанных на методологии ансамблей алгоритмов машинного обучения, позволяет получить наиболее точные оценки температур плавления (средние абсолютные ошибки, определенные методом скользящего контроля, в пределах 29–52 K в зависимости от состава галогенидов и выбранного алгоритма). Коэффициент множественной детерминации для моделей, использованных для прогнозирования, не ниже 0.7.

Разработана корреляция структура–свойство, позволяющая выбрать оптимальные величины стандартной теплоемкости боратов щелочных металлов, для которых, по данным разных экспериментальных работ и справочных изданий, наблюдаются широкие пределы вариаций. Данная корреляция позволяет проводить оценку стандартной теплоемкости неизученных боратов щелочных металлов с достаточной обоснованностью. Для обеспечения надежности корреляции проведен критический анализ исходных данных, заимствованных из справочных изданий и оригинальных экспериментальных работ. Выполнена собственная обработка экспериментальных измерений теплоемкости и приращения энтальпии для проверки достоверности представленных в литературе величин стандартной теплоемкости боратов щелочных металлов.

Проведено термодинамическое моделирование и экспериментальное исследование процесса синтеза пленок оксидов ванадия при разных температурах из прекурсора тетракис-этилметиламинованадий V[NC₃H₈]₄ в присутствии кислорода и атмосфере аргона. При термодинамическом моделировании использовали метод расчета химических равновесий, основанный на минимизации энергии Гиббса системы. В экспериментальной части работы для синтеза пленок применяли методику атомно-слоевого осаждения. Результаты термодинамического моделирования и экспериментальные данные соответствуют друг другу и могут быть использованы для разработки методик синтеза пленочных покрытий на основе оксидов ванадия.

Проведены исследования, связанные с экстракцией ионов урана, тория и лантанидов(III) из азотнокислых сред смесями динонилнафталинсульфокислоты и N-(дифенилфосфорил)-N'-н-пропилмочевин, содержащих в своем составе имидазолильный, диэтиламинный, пирид-2-ил и 2-оксопирролидиновый фрагменты, в органических растворителях. Обнаружен значительный синергетический эффект при экстракции ионов металлов смесями динонилнафталинсульфокислоты и N-(дифенилфосфорил)-N'-[3-(2-оксопирролидино)пропил]мочевины. Установлена стехиометрия извлекаемых комплексов. Оценено влияние строения используемого экстрагента, природы органического разбавителя и содержания HNO₃ в водной фазе на эффективность экстракции катионов металлов в органическую среду.

Разработана методика одностадийного синтеза металлополимерного нанокомпозита на основе наночастиц серебра и сверхразветвленного полиэфира второй псевдогенерации, функционализированного по периферии 3-[(2-аминоэтил)амино]пропионатом. В условиях синтеза в среде H₂O или ДМСО сверхразветвленный полиэфир, декорированный этилендиаминовыми фрагментами, может выступать в роли и восстановителя, и стабилизатора наноразмерного состояния серебра. Синтезированный композитный наноматериал представляет собой агрегаты сверхразветвленного полиэфирополиамина, допированные нанокластерами и наночастицами Ag(0) сфероидной симметрии с гранецентрированной кубической кристаллической решеткой. Гидродинамический диаметр агрегатов и диаметр частиц увеличиваются с ростом мольного соотношения \({{n}_{{{{{\text{A}}{{{\text{g}}}^{{\text{ + }}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{\text{A}}{{{\text{g}}}^{{\text{ + }}}}} {{\text{NHC}}{{{\text{H}}}_{{\text{2}}}}{\text{C}}{{{\text{H}}}_{{\text{2}}}}{\text{N}}{{{\text{H}}}_{{\text{2}}}}}}} \right.} {{\text{NHC}}{{{\text{H}}}_{{\text{2}}}}{\text{C}}{{{\text{H}}}_{{\text{2}}}}{\text{N}}{{{\text{H}}}_{{\text{2}}}}}}}}}\) и составляют 34–90 и 7–14 нм соответственно.

Приведены сведения о совещаниях и конференциях по физико-химическому анализу, проведенных ранее в СССР и Российской Федерации. Охарактеризована научная деятельность Н.С. Курнакова и его учеников в период работы в Петербургском политехническом университете. Рассмотрены результаты исследований различных неорганических и органических систем, направленных на синтез новых веществ и материалов и новых технологических процессов, выполненных в Российской Федерации и за рубежом в последние годы.