Апатитские ученые синтезировали сорбент, который можно использовать для создания аккумуляторов
Группа ученых из Кольского научного центра научилась синтезировать фосфат титана с заданными свойствами из местного сырья и рассмотрела способы получения на его основе новых функциональных материалов. По сравнению с известными методами синтеза предложенный способ экологически перспективен, требует в два-три раза меньше времени и позволяет получать продукт в одну стадию.
Зеленые технологии весьма популярны в современной промышленности. Все шире применяются сорбенты – материалы, позволяющие избирательно извлекать определенные вещества из смеси. Так можно возвращать в производство полезные компоненты из продуктов переработки либо увеличивать степень их извлечения из сырья, а можно надежно «запирать» опасные вещества в сорбенте, избегая загрязнения природы.
Однако для создания сорбентов порой используются совсем не зеленые технологии. Возникает замкнутый круг: чтобы что-то очистить и принести таким образом пользу, мы используем вещества, производство которых наносит вред. Одно из направлений исследований ученых Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского научного центра – комплексная переработка полезных ископаемых Мурманской области. Целью нескольких проводимых здесь исследований стало создание гибкой технологической системы, в которой один функциональный материал может служить прекурсором для получения другого такого материала, что позволяет расширить линейку получаемых продуктов на базе одной технологии.
Группа ученых под руководством доктора технических наук Марины Масловой научилась синтезировать фосфат титана с заданными свойствами из местного сырья и рассмотрела способы получения на его основе новых функциональных материалов. По сравнению с известными методами синтеза предложенный способ экологически перспективен, требует в два-три раза меньше времени и позволяет получать продукт в одну стадию. Статья об этом была опубликована в журнале Journal of Material Science.
Фосфаты титана (TiP) стабильны при высоких температурах, ионизирующем излучении и в кислых условиях и обладают хорошими ионообменными свойствами. Поэтому они имеют широкий спектр применения в технологиях разделения, особенно при очистке радиоактивных стоков и воды. Очень подходят они и в качестве матрицы для захоронения радиоактивных отходов. При включении различных катионов в матрицу TiP она приобретает уникальные свойства: ионную проводимость, антимикробную и электрокаталитическую активность, сенсорные и нелинейно-оптические свойства. Из-за способности к ионному обмену и наличия кислотных центров в структуре TiP и их производные используют также в качестве прекурсоров для окислительно-восстановительных катализаторов, оптических материалов, полупроводников и фотокатализаторов, биосенсоров и электродов в литий-ионных аккумуляторах.
Но чтобы обеспечить требуемые свойства, необходимо получить чистую фазу TiP желаемой структуры. Распространенный метод синтеза – это реакция между фосфорной кислотой и титансодержащими растворами (например, Ti(SO4)2, TiOSO4, TiCl3, TiCl4 или алкоксидами титана). Быстрый гидролиз частиц титана делает эти реакции неконтролируемыми, поэтому управлять синтезом для обеспечения желаемого состава крайне трудно. Чтобы преодолеть эти ограничения, применяют дорогостоящие темплатирующие агенты или специальное оборудование, что увеличивает себестоимость продукции.
Основной интерес представляют кислые фосфаты титана, содержащие дигидрофосфатные группы (TiHP). Благодаря наличию групп Н2РО4-, образующих сильнокислотные центры, фосфаты титана можно использовать в качестве сорбентов и в кислой среде. Кроме того, TiHP пригодны для получения электрохимически активных материалов. Среди многочисленных ионообменников на основе фосфатов титана есть два соединения, содержащие только дигидрофосфатные группы: Ti2O3(H2PO4)2·2H2O и TiO(OH)(H2PO4)·2H2O. Это слоистые соединения, в межслоевые пространства которых можно внедрять различные частицы, придавая им новые свойства.
Новый метод, разработанный апатитскими учеными, отличается простотой, низкой стоимостью и заключается во взаимодействии кристаллического титанилсульфата аммония с фосфорной кислотой (такой твердый прекурсор никогда ранее не использовался для синтеза TiHP). Применение именно этого сырья в качестве источника титана позволило значительно сократить количество стадий синтеза и объем стоков, использовать разбавленную фосфорную кислоту и получить фосфат титана необходимого состава экологически безопасным способом. На Кольском полуострове титанилсульфат аммония доступен и производится из минерала титанита, побочного продукта переработки апатит-нефелиновой руды.
Возможность направленного регулирования структурно-фазовой организации фосфата титана состава TiO(OH)H2PO4·2H2O позволила существенно улучшить сорбционные свойства конечного продукта по сравнению с известными сорбентами на основе индивидуальных фосфатов титана.
Термической обработкой частично замещенных катионами лития кислых фосфатов титана ученые получили композит материала, содержащего равномерно распределенный твердый электролит со структурой типа NASICON, обладающий высокой ионной проводимостью. Использование такого материала в качестве анода позволит обеспечить создание более энергоемкой электрохимической системы с повышенным потенциалом химического источника тока без разложения электролита.
Telegram 
Дзен 
VK Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Биологи открыли новый вид рептилий и присвоили ему научное имя Acanthosaura syrax — в честь желтой драконицы Сиракс, на которой в сериале «Дом Дракона» летала королева Рейнира Таргариен. Авторы исследования признались, что такое название не просто дань популярному фэнтези: крошечное существо действительно поразительно напоминает экранную тезку.
Некоторые опасные для здоровья химические вещества продолжают обнаруживать в окружающей среде спустя десятилетия после того, как их использование решили ограничивать. Масштабный обзор европейских данных показал, где именно сохраняются эти загрязнители и насколько массовым было их распространение.
Ребенок легче взрослого, быстрее осваивается в новой обстановке и обладает пластичной нервной системой — значит, невесомость он перенесет проще. Это рассуждение звучит убедительно ровно до тех пор, пока ребенка считают уменьшенной копией взрослого. На самом деле его скелет еще набирает прочность, мышцы учатся работать вместе с нервной системой, вестибулярный аппарат настраивает ощущение положения тела, а органы и ткани проходят этапы, которые нельзя повторить после завершения роста. Если в этот период убрать постоянную нагрузку земного притяжения, организм будет не только приспосабливаться к новой среде: он станет формироваться внутри нее. Каким получится результат, медицина сегодня не знает: длительных орбитальных исследований с участием несовершеннолетних не проводилось.
Биологи провели молекулярный анализ тканей человеческого мозга и выяснили, что при тяжелой депрессии останавливается процесс образования новых нейронов. Открытие показало, что природа заболевания кроется не только в химическом дисбалансе нейромедиаторов, но и в физическом нарушении клеточного обновления гиппокампа.
Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно