Журнал неорганической химии

Представлены результаты сравнительного исследования состава и структуры тонких пленок, сформированных из пленкообразующих золь-гель композиций на основе SnCl₄/EtOH/H₂O и SnCl₄/EtOH/H₂O/NH₄ОН. Проанализированы особенности морфологии и распределения атомов Sn, N и Cl в структуре пленок, а также прозрачность пленок в зависимости от количества введенного в золь-гель композиции гидроксида аммония. Рассмотрены возможные химические процессы и продукты реакций, лежащие в основе пленкообразования и кристаллизации пленок. Показано, что размер и форма образовавшихся скелетных кристаллов зависят от количества гидроксида аммония, введенного в золь-гель систему. Методами оптической и электронной микроскопии и рентгенофазового анализа обнаружено, что в пленках на нано- и микроуровнях формируются кристаллы SnO₂ и кристаллы, в состав которых входит NH₄Cl. Полученные данные позволяют контролировать морфологию и состав синтезируемых тонких пленок, изменяя соотношение прекурсоров золь-гель синтеза.

Исследованы процессы взаимодействия продукта центробежной термической активации гиббсита (ЦТА-ГБ) c водными растворами азотнокислого никеля или кобальта в широком диапазоне концентраций активных компонентов (15–50 мас. %). Методами рентгенофазового и термического анализа установлено, что продуктами синтеза являются слоистые двойные гидроксиды и псевдобемит. Взаимодействие ЦТА-ГБ в водной среде без никеля или кобальта приводит к образованию только псевдобемита. Влияние никеля в растворах выражается в полном отсутствии образования псевдобемитов. В случае кобальта формирование псевдобемитов происходит до его концентрации 30 мас. %, выше таковой (40, 50 мас. %) они также не образуются. Согласно результатам температурно-программированного восстановления водородом, продуктами термообработки при 350–850°С являются смешанные составы NiO/алюминат никеля и Co₃O₄/алюминат кобальта, превращение которых в шпинели типа NiAl₂O₄ и CoAl₂O₄ практически полностью происходит при 850°С, а их синтез на основе продуктов ЦТА-ГБ возможен без использования стадий классического соосаждения (золь-гель технологии).

Рассмотрен синтез и электрофизические свойства феррита шпинели ZnFe₂O₄, полученного методом твердофазного взаимодействия с использованием механоактивации. Исследование включает комплексный анализ фазового состава и кристаллической структуры с помощью рентгенофазового, термогравиметрического и дифференциально-термического анализов, что позволяет выявить термические эффекты и этапы синтеза. Импедансная спектроскопия используется для изучения электрофизических свойств, подтверждая значительное влияние температуры обжига на электрическую проводимость. Результаты показывают, что при повышении температуры обжига до 1000°C электропроводность материала увеличивается на порядок. Это открывает перспективы использования ZnFe₂O₄ в качестве катодного материала для литий-ионных и металл-ионных аккумуляторов. Данная работа подчеркивает важность оптимизации условий синтеза для достижения высоких характеристик электродных материалов.

Порошки, содержащие березовый активированный уголь (БАУ) и оксид железа (Fe_xO_y) с различным соотношением компонентов (80/20 и 20/80 мас. %), синтезированы методом химического соосаждения солей железа в присутствии NH₄OH. Оценка морфологии, текстуры и структуры полученных композитов выполнена с помощью методов лазерной дифракции, растровой электронной микроскопии, низкотемпературной адсорбции-десорбции азота, дифракции рентгеновских лучей. Выявлено, что синтезированные порошки представляют собой мезопористые материалы. Исследованы сорбционные свойства угля, оксида железа и железосодержащих композитов по отношению к лекарственному соединению тетрациклину. Установлено, что эффективность сорбции антибиотика увеличивается в ряду Fe_xO_y < БАУ < БАУ/Fe_xO_y-20/80 < БАУ/Fe_xO_y-80/20. Кинетика адсорбции тетрациклина на исследуемых порошках описана уравнениями реакций псевдопервого и псевдовторого порядка.

Исходя из замещенного производного декагидро-клозо-декаборатного аниона (Ph₄P)₂[B₁₀H₉O(CH₂)₆COOH], полученного при раскрытии тетрагидропиранового заместителя в анионе [B₁₀H₉O(CH₂)₅]^– под действием малонового эфира, синтезирован ряд соединений Na₂[B₁₀H₉O(CH₂)₆C(O)X], где X = Trp-OMe (1), His-OMe (2), Met-OMe (3), Ala(2-оксопирролидин-3-ил)-OMe (Pld-OMe) (4), содержащих различные аминокислотные заместители, присоединенные по пендантной карбоксильной группе. Соединения были выделены в виде натриевых солей. Остатки L-триптофана (Trp-OMe в Na₂1) и L-гистидина (His-OMe в Na₂2) содержали в качестве боковой группы ароматические гетероциклические группы индол и имидазол соответственно. Соединения Na₂3 и Na₂4 содержали в качестве боковой группы замещенные алканы: L-метионин (Met-OMe в Na₂3) содержал метилэтилсульфидную группу, а соединение Na₂4 содержало остаток алифатической синтетической аминокислоты, в которой боковая группа представлена γ-бутиролактамом (2-оксопирролидин-3-ил) (Pld-OMe). Обнаружено, что соединения Na₂1 и Na₂2 проявляли дозозависимую противовирусную активность в отношении штамма вируса гриппа A/IIV-Orenburg/83/2012(H1N1)pdm09 in vitro. IC₅₀ для соединения Na₂1 составила 5.0 мкг/мл, а для соединения Na₂2 – 10.0 мкг/мл. Проведено молекулярное моделирование стыковки поры белка М2 и соединений Na₂1 и Na₂2. Обнаружено, что наиболее вероятное расположение молекул в поре канала М2 связано с нахождением гетероцикла внутри поры канала М2 в районе остатков His37-Trp41, причем для соединения Na₂1 такое расположение более выгодно, чем для соединения Na₂2, что объясняет некоторое различие в концентрациях подавления вирусной репродукции для Na₂1 и Na₂2. Для соединений Na₂3 и Na₂4 противовирусная активность не выявлена.

Методами ТГ, ДСК и масс-спектрометрии исследована гетерофазная реакция взаимодействия перфторциклогексаноата серебра с цинком и установлено, что в интервале температур 320–520 K образуется твердый перфторциклогексаноат цинка и протекает внутримолекулярная реакция образования фторида цинка. С учетом полученных экспериментальных данных рассчитаны стандартные энтальпии образования твердого комплекса цинка Δ_fН^o _298.15 = –5693 ± 29 кДж/моль, сублимации и образования димерных молекул Zn₂(C₆F₁₁COO)₄ Δ_sН^o _Т = 190 ± 15 кДж/моль и Δ_fН^o _Т = –11196 ± 40 кДж/моль.

Исследована четырехкомпонентная взаимная система Na⁺,Rb⁺||Cl^–,I^–,CrO₄ ^2–, низкоплавкие составы на основе которой перспективны для разработки электролитов для химических источников тока и теплоаккумулирующих материалов. Проведено разбиение системы на стабильные симплексы с помощью теории графов и построено древо фаз системы, в состав которого входят три стабильных тетраэдра, связанных между собой двумя стабильными треугольниками. С помощью дифференциального термического и термогравиметрического анализов изучены фазовые равновесия в стабильном треугольнике NaCl–Na₂CrO₄–RbI и определена температура плавления и содержание компонентов в трехкомпонентной эвтектике: 430°С, NaCl – 20%, Na₂CrO₄ – 48%, RbI – 32% (экв.). Состав кристаллизующихся в эвтектике фаз подтвержден методом рентгенофазового анализа.

Изучено влияние 1–4 мас. % оксида бора, который считается хорошей спекающей добавкой, на морфологию и ионную проводимость Li_1.2Al_0.2Zr_0.1Ti_1.7(PO₄)₃ со структурой NASICON. Полученные материалы исследованы методами рентгенофазового анализа, сканирующей электронной микроскопии, КР-, ИК- и импедансной спектроскопии, MAS ЯМР на ядрах ²⁷Al, ⁷Li, ³¹P и ¹¹B. Показано, что введение B₂O₃ на стадии синтеза Li_1.2Al_0.2Zr_0.1Ti_1.7(PO₄)₃ приводит к получению материалов, допированных ионами бора. Наибольшей проводимостью (2.9 × 10^–4 См/см) при 25°С характеризуется образец, содержащий 2% оксида бора. В то же время добавление B₂O₃ к уже готовому фосфату, когда оксид бора локализуется преимущественно на границах раздела, приводит к выделению примеси LiTiPO₅ и не оказывает значимого влияния на проводимость полученных образцов.

Впервые показано, что микросферы размером 1–10 мкм со стенками из нанокристаллов Cu(OH)₂ и уникальной морфологией могут быть получены на поверхности раствора щелочи при комнатной температуре и без использования поверхностно-активных веществ. Образование таких микросфер происходит в результате реакций быстрого гидролиза катионов меди(II) при распылении микрокапель водного раствора CuSO₄ на поверхность щелочного раствора Na₂SO₄. Установлено, что образующиеся в этих условиях микросферы имеют в стенках по одному отверстию размером в доли или единицы микрометра и ориентированы на поверхности раствора щелочи данным отверстием в сторону воздуха. Они могут быть перенесены на широкий круг подложек по методике вертикального лифта в виде слоев, в которых они преимущественно ориентированы данным отверстием в сторону, противоположную от подложки. Стенки таких микросфер имеют толщину несколько сотен нанометров и образованы совокупностью нанокристаллов Cu(OH)₂ с морфологией наностержней диаметром 5–10 нм и длиной до 500 нм. При прогреве на воздухе при температуре 150°C данные нанокристаллы теряют воду и образуют нанокристаллы CuO без существенного изменения морфологии. Установлено, что нанесение слоев таких микросфер на поверхность ряда подложек, например кремния и титана, придает ей супергидрофильные свойства.