Главная – Журналы – Поиск по журналам

В статье приводятся результаты исследований состава и структуры пленок нитрида бора (BN), полученных из боразина. Пленки синтезировались методом газофазного химического осаждения (ГФХО), в основе которого лежит реакция взаимодействия гелия или азота, предварительно активированных в плазме высокочастотного разряда (ВЧ), с нейтральной молекулой боразина ("удаленная плазма" – УП ГФХО). По сравнению с аморфными пленками нитрида бора, получаемыми с использованием традиционных плазмохимических процессов, пленки, синтезированные в процессе УП ГФХО из боразина при температурах 473–873 K имеют нанокристаллическую структуру. Они состоят из смеси гексагональной и кубической фаз BN (h-BN и c-BN), причем массовая доля кубической фазы значительно меньше (15 %), чем гексагональной. Микроструктура пленок зависит от условий осаждения. Смесь кубической и гексагональной фаз наблюдалась в пленках, осажденных при температуре подложки T_п = 473 K в системе с активированным азотом, в то время как единственная фаза h-BN регистрировалась в пленках, синтезированных в системе с активированным гелием. Размер зерен зависит от давления боразина в процессе осаждения. В пленках наблюдается эволюция микроструктуры по ее толщине: слой аморфного нитрида бора толщиной 2 нм прилегает к поверхности подложки, а последующий слой состоит из нанокристаллических фаз h-BN и c-BN или единственной фазы h-BN.

Изучена люминесценция Eu³⁺ в двойных молибдатах и вольфраматах состава MLn(ЭO₄)₂Eu (М – щелочной металл, Ln – La, Gd, Y, Sc; Э – Mo, W) при ультрафиолетовом возбуждении. Наибольшую интенсивность люминесценции Eu³⁺ имеют составы NaY_1-хEu_x(MoO₄)₂, причем с ростом концентрации европия интенсивность люминесценции возрастает и максимальна при х = 0.8. По рентгеновским данным, все составы имеют шеелитовую структуру, изменение параметров тетрагональной решетки подтверждает существование непрерывных твердых растворов. В образцах оптимального состава NaY_0.2Eu_0.8(MoO₄)₂ самую высокую интенсивность излучения имеют полосы 613 и 616 нм (эмиссионный переход Eu^{3+ 5}D₀ – ⁷F₂), полосы при 592 и 596 нм (переход ⁵D₀ – ⁷F₁) выражены очень слабо. Это позволяет рассматривать соединение состава NaY_0.2Eu_0.8(MoO₄)₂ как перспективный яркий люминофор с высокой цветопередачей в красной области (координаты цветности х = 0.655; y = 0.337).

Проведено рентгеноструктурное исследование гексаядерного селенобромида рения Re₆Se₄Br₁₀(a = 9.230, b = 9.310, c = 12.975 ,  = 83.36,  = 84.10,  = 82.33^o, Z = 2, пр. гр. P, R = 0.047), входящего в серию изоструктурных молекулярных кластерных соединений Re₆X₄Y₁₀ (X = S, Se, Te; Y = Cl, Br), и выполнен их сравнительный кристаллохимический анализ. Найдено, что расстояния Re—Re и Re—Y слегка возрастают в ряду SSeTe с параллельным уменьшением электроотрицательности халькогена X. Соединения Re₆X₄Y₁₀ с деформированной кубической плотнейшей упаковкой (КПУ) изолированных кластеров [Re₆(-X)₄(-Y)₄]Y₆ можно рассматривать в качестве родоначальников фаз A_m[Re₆X_4 + nY_4 – n]Y₆ (n = 0–3, mn, A = Na, K, Rb, Cs, Tl, Ba, Pb, Ag и др.) с преимущественным заполнением октаэдрических пустот КПУ катионами А.

Показано, что при прокаливании в вакууме слоистых интеркаляционных соединений гидроксида алюминия, имеющих в межслойном пространстве комплексы меди, кобальта и никеля с этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА), образуются композиционные материалы, содержащие устойчивые к окислению наноразмерные металлические частицы. С использованием электронной микроскопии высокого разрешения, РФА и малоуглового рентгеновского рассеяния определена морфология получающихся продуктов, а также изучены их магнитные свойства методом магнитного взвешивания.

На примере некоторых кластерных соединений металлов начала переходных рядов (Nb, Mo, Re) рассмотрены реакции перевода полимерных кластерных соединений в молекулярную форму и их химическая модификация. Разработаны подходы к сборке кластерных фрагментов в полимерные структуры различной размерности.

Изучен примесный состав исходных веществ, используемых при синтезе и выращивании кристаллов. С использованием комплекса физических и химических методов очистки получены высокочистые сера, селен и теллур. Показано, что основными примесями, ухудшающими оптические характеристики халькогенидных материалов, являются газообразные и газообразующие примеси. Проведено изучение поведения газообразующих примесей на технологических стадиях получения высокочистых халькогенов и при синтезе на их основе различных халькогенидных соединений. Выбраны технологические схемы получения высокочистых халькогенов, позволяющие уменьшить суммарную концентрацию примесей по сравнению с исходными реактивами на три–четыре порядка.

Исследованы пути и формы выноса тяжелых металлов из сульфидсодержащего техногенного тела (хвостохранилище Салагаевский лог, г. Салаир) в почвы и водные потоки. Разделены и показаны масштабы загрязнения разной природы: за счет ветровой эрозии хвостохранилища и водного дренажа сквозь тело дамбы. Водный транспорт, осуществляемый из хвостохранилища в реку, переносит ежегодно 3730 кг Zn, 17.7 кг Pb, 73 кг Cu и 9.2 кг Cd. Термодинамическим моделированием определены химические формы металлов в растворе: Zn, Cd – аква-ионы и сульфатные комплексы, Cu – гидроксокомплексы, Pb – карбонатные комплексы. Количество металлов, выносимых ветром, рассчитано на основе результатов опробования почв и построения интерполяционных поверхностей степени их загрязнения. Определено, что за время существования хвостохранилища (30 лет) в прилегающих почвах накоплено не менее 280 т Zn, 62 т Pb, 13 т Cu и 1 т Cd. Найденная функциональная зависимость объема выноса от времени существования хранилища позволяет оценить отдаленные последствия загрязнения прилегающих территорий и гидросети района. Показано постепенное возрастание роли эолового выноса по сравнению с водным.

Рост потребления природного газа и нефти приводит к возрастанию техногенных потерь углеводородных газов и загрязнению атмосферы ими и продуктами их факельного сжигания. Негативные экологические последствия этого связаны прежде всего с высокой эффективностью углеводородов как газов, способствующих увеличению парникового эффекта. В качестве перспективного способа снижения потерь газообразного углеводородного сырья при добыче, переработке и транспортировке природного газа и нефти предлагается использование процесса прямого гомогенного окисления углеводородов в спирты и другие продукты, позволяющего создавать простые автоматизированные установки небольшой производительности, способные рентабельно перерабатывать углеводородные газы различного состава в ценное химическое сырье и компоненты моторных топлив.

Рассмотрены особенности электрорадиационного процесса в сравнении с классическим радиолизом, приведены экспериментальные данные по очистке воды от растворенных органических примесей (на примере фенола). Эксперименты проведены в широкой области исходных концентраций (10–5–10–1 M). Установлено, что при низких исходных концентрациях процесс электрорадиолиза описывается кинетикой первого порядка по фенолу. Обсуждены вероятные причины отклонения от этой зависимости при высоких концентрациях и степенях превращения (влияние рН, конкуренция исходного вещества и продуктов его деструкции за радикалы ОН). Показано, что максимальная энергетическая эффективность очистки увеличивается со снижением концентрации фенола. Оценены энергозатраты рассматриваемого метода, продемонстрирована его высокая эффективность и экологическая безопасность в сравнении с классическим радиолизом.

Рассмотрены условия образования сильно пересыщенных растворов углерода в металлах подгруппы железа, влияние пересыщения на свойства таких растворов и диффузию углерода через частицы металла при разложении на них углеводородов. Показана возможность кратковременного существования таких систем в метастабильном состоянии и их практического применения для разработки новых методов синтеза.