Новая методика ускорит синтез аналога ситинакита в тысячу раз

Однако одним из главных препятствий для широкого применения титаносиликатных сорбентов является их высокая стоимость производства в случае частого использования специфических титанорганических прекурсоров для синтеза. Исследователи из Кольского научного центра РАН давно работают над вопросом снижения стоимости таких продуктов благодаря привлечению в синтез нетрадиционного сырья и промежуточных продуктов горно-перерабатывающих производств Мурманской области.

В статье, опубликованной в международном журнале ChemEngineering издательства MDPI, коллектив ученых из Центра наноматериаловедения, Геологического института, Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского научного центра РАН, Института общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова РАН, Института наук о Земле и Института химии Санкт-Петербургского государственного университета приводит данные о новой методике получения титаносиликата со структурой ситинакита, позволяющей в тысячу раз ускорить время синтеза материала и значительно сэкономить затраты на его получение.

Источник титана, использованный для синтеза, доступен и пока что относительно недорог. Это двойная соль сульфата титанила и аммония, которую в настоящее время в Мурманской области получают в лабораторных условиях только в Центре наноматериаловедения КНЦ РАН на основе сфенового концентрата из апатит-нефелиновых руд региона. Вместо наиболее распространенного гидротермального метода исследователи применили обработку компонентов реакционной смеси при помощи микроволнового излучения. Полученный продукт был исследован рентгенофазовым анализом, атомно-эмиссионной спектрометрией с индуктивно связанной плазмой, сканирующей электронной микроскопией. Был проведен анализ площади удельной поверхности образцов, а также исследованы их сорбционные характеристики.

Ученые установили, что микроволновой синтез обеспечивает быструю кристаллизацию фазы аналога ситинакита. Однако размер частиц синтетического материала и качество получившихся кристаллов из-за этого сильно снижается, что приводит и к уменьшению сорбционной емкости образцов по сравнению с аналогами, синтезированными в традиционных гидротермальных условиях.

Предложенный метод бесспорно позволяет получить сорбент в предельно короткие сроки, что может быть важно для оперативной наработки материала в случае срочной необходимости ликвидации техногенных аварий, связанных с загрязнением водных сред. Тем не менее для улучшения показателей кристалличности и сорбционных свойств продукта продолжена исследовательская работа по корректировке разработанной методики наряду с сохранением минимально допустимого временного интервала образования аналога ситинакита.

КНЦ РАН

86 статей

Кольский научный центр Российской академии наук (бывший Кольский филиал Академии наук СССР) имени С. М. Кирова, объединение научных учреждений РАН на Кольском полуострове.

Показать больше