Складнооксидні фосфати одно-, дво-, тривалентних металів та титану : закономірності утворення, синтез, будова та властивості

В дисертаційній роботі вирішена важлива наукова проблема неорганічної хімії по керованому синтезу складнооксидних фосфатів на основі пар металів MII-MIII, TiIV-MII та TiIV-MIII у багатокомпонентних системах, що містять катіони лужних металів різних розмірів та координаційної ємності (від натрію до цезію). В результаті отримано близько 200 складних фосфатів різного складу та будови – важливих при створенні ефективних матеріалів для електроніки, каталізу, оптики, медицини та розробки стійких матриць для утилізації радіоактивних ізотопів. Досліджено закономірності утворення складних фосфатів та встановлено фактори, що впливають на процеси їх фазоформування. Вивчено функціональні властивості ряду нових сполук та намічено перспективи їх практичного використання.
1. Показано, що суттєвий взаємовплив пар різновалентних металів MII + MIII при фазоформуванні визначає утворення різнометалічних сполук, типи кристалічних граток яких залежать від природи катіону лужного металу: [МІІМІІІ(PO4)3] і [(МІІ/МІІІ)3(PO4)2Р2O7] (для катіонів Na), [МІІМІІІ(PO4)2] і [МІІМІІІ3(PO4)5] (для катіонів К) та [МІІ2МІІІ(PO4)3] (для катіонів Rb). Для систем, що містили пари TiIV-MII та TiIV-MIII утворення складних фосфатів реалізується під впливом катіону лужного металу за принципом гетеровалентного заміщення в матрицях: [(Ti/Mn)2(PO4)3] (типу NASICON для натрію і лангбейнітового для рубідію) та [(Ti/Mn)ОPO4] (для цезію).
2. Встановлено особливості взаємовпливу пар катіонів лужних металів різних розмірів на процеси формування складних фосфатів за участю різновалентних металів MII-MIII, TiIV-MII та TiIV-MIII. З’ясовано, що ключову роль у фазоформуванні в таких системах відіграють катіони лужних металів з більшою координаційною ємністю. Показано можливості одержання нових сполук з кристалічними каркасами: [(Ti/Mn)2(PO4)3], [(Ti/Mn)ОPO4] і [МІІ2МІІІ(PO4)3] при комбінуванні певних пар лужних металів для більш широкого ряду дво- та тривалентних металів.
3. Розроблено методики синтезу важливих для практичного застосування подвійних фосфатів: Na4MII3(PO4)2P2O7, MIMIIPO4, MI3MIII(PO4)2 та MI3MIII2(PO4)3 із використанням розплавів нітратів та хлоридів лужних металів як середовища для утворення сполук за суттєво коротший час (до 6 годин) та при порівняно нижчих температурах (400-750ºС). Показано можливості регулювання процесів росту монокристалів складних фосфатів шляхом підбору природи сольового розплаву.

Ключові слова : складні фосфати, розчин-розплави, кристалізація, розплавний синтез, NASICON, лангбейніт, цеоліт, апатит, вітлокіт, кристалічна будова, фізико-хімічні методи дослідження, імпедансна спектроскопія.

Струтинська Н. Ю. Складнооксидні фосфати одно-, дво-, тривалентних металів та титану : закономірності утворення, синтез, будова та властивості : дис. ... д-ра хім. наук : 02.00.01 неорганічна хімія / Струтинська Наталія Юріївна. - Київ, 2017. - 424 с.