Search

A new peroxo-method for Mg–Zr mixed oxide preparation has been applied. It has been established that this precursor after being heated up to 700 ºC is in the form of poorly crystalline Mg–Zr oxide. Thermal and X-ray diffractional analyses have shown that the oxide phase is formed directly from amorphous peroxocomplex, avoiding formation of intermediate Mg(OH)2 phase. The peroxocomplex-mediated route allows achieving high degree of molecular homogeneity in the mixed oxide and high distribution of the active sites due to its low crystallinity. The prepared material is a potential catalyst for aldol condensation reaction. Применён новый пероксо-метод получения смешанных оксидов Mg–Zr. Установлено, что исследованный прекурсор при нагревании до 700 ºC образует слабо-кристаллизованный оксид Mg–Zr. Методами термического анализа и рентгеновской дифракции показано, что оксидная фаза образуется непосредственно из аморфных пероксокомплексов без формирования промежуточной фазы Mg(OH)2. Пероксокомплексный путь позволяет достичь высокой степени молекулярной гомогенности в смешанных оксидах и высокого распределения активных центров за счёт низкой кристалличности материала. Полученные образцы являются потенциальными катализаторами для реакций альдольной конденсации. I.V. Krivtsov, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, zapasoul@gmail.com D.D. Kasatkina, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, daryushka90@mail.ru V.V. Avdin, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, v.avdin@mail.ru. Кривцов Игорь Владимирович – кандидат химических наук, инженер НОЦ «Нанотехнологии», Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: zapasoul@gmail.com. Касаткина Дарья Дмитриевна – аспирант, химический факультет, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: daryushka90@mail.ru. Авдин Вячеслав Викторович – доктор химических наук, профессор, декан химического факультета, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: avdinvv@susu.ru.

The investigation of the effect of initial salt counter-ion on the result of hydrothermal processing of yttrium salts is presented. Powder X-ray diffraction analysis and scanning electron microscopy have been used to characterize the properties of the products. It has been established that 3–6 m crystals of Y2(OH)5.14(NO3)0.86·H2O structure are formed from yttrium nitrate and 200–500 nm crystals of Y2(OH)4.86Cl1.14·1.07H2O structure are formed from yttrium chloride. В работе представлено исследование влияние природы противоиона исходной соли на результат гидротермальной обработки солей иттрия. Для изучения свойств полученных продуктов использовались сканирующая электронная микроскопия и порошковый рентгеноструктурный анализ. Установлено, что из нитрата иттрия об- разуются кристаллы размером 3–6 мкм с составом Y2(OH)5,14(NO3)0,86·H2O, а из хлорида иттрия – кристаллы размером 200–500 нм с составом Y2(OH)4,86Cl1,14·1,07H2O. E.P. Yudina, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, yudinae@inbox.ru A.V. Frolova, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, aleksandrai@bk.ru I.V. Krivtsov, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, zapasoul@gmail.com V.V. Avdin, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, v.avdin@mail.ru. родопользования, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: yudinae@inbox.ru Фролова Александра Владимировна – лаборант, кафедра экологии и природопользования, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: aleksandrai@bk.ru Кривцов Игорь Владимирович – кандидат химических наук, научный сотрудник научно- образовательного центра «Нанотехнологии», Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: zapasoul@gmail.com Авдин Вячеслав Викторович – доктор химических наук, профессор, декан химического факультета, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: v.avdin@mail.ru

Методами масс-спектрометрии, ИК-спектроскопии, газового и химического анализа в сочетании с термическим анализом изучены газообразные продукты термического разложения двойных комплексных соединений состава [Cr(urea)6][Fe(С2О4)3]•3H2O (1), [Cr(urea)6][Fe(СN)6]•2H2O (2), [Cr(urea)6]4[Fe(СN)6]3•18H2O (3) и [Cr(urea)6][Co(NО2)6] (4) в атмосфере воздуха и инертных атмосферах азота и аргона. Показано, что для комплексов 1–3 характер разложения мочевины, входящей в их состав, сходен с разложением свободной мочевины: основными газообразными продуктами являются изоциановая кислота и аммиак, а значительная часть координированной мочевины возгоняется. Также в числе газообразных продуктов найдены радикал NH2, вода, углекислый газ, СО, NO, N2O и циановодород (для соединений 2 и 3). Значительная часть координированной мочевины возгоняется. Комплекс 4 практически одинаково ведет себя при термолизе вне зависимости от природы атмосферы, так как разлагается за счет внутрисферной окислительно-восстановительной реакции между мочевиной и нитрит-ионами с выделением CO2, CO, NO, NH3 и H2O. The gaseous products of thermal decomposition of the double complex compounds with the composition [Cr(urea)6][Fe(CO)3]x3H2O (1), [Cr(urea)6][Fe(CN)6]x2H2O (2), [Cr(urea)6]4[Fe(CP)6]3x18H2O (3) and [Cr(urea)6][Co(NО2)6] (4) have been studied in the atmosphere of air and the inert atmospheres of nitrogen and argon. The methods employed were mass- and infrared spectroscopy, chemical and gas analyses combined with thermal analysis. It has been shown that the decomposition nature of urea entering into the composition of complexes 1–3 is similar to that of free urea; namely, the main gaseous products are isocyanic acid and ammonia, while a significant part of coordinated urea is sublimated. The gaseous products have also been found to contain the NH2 radical, water, carbon dioxide, CO, NO, N2O, and hydrogen cyanide (for compounds 2 and 3). Much of coordinated urea has been sublimated. Complex 4 behaves almost identically during thermolysis regardless of the atmosphere nature, as it decomposes due to the intrasphere redox reaction occurring between urea and nitrite ions with the emission of CO2, CO, NO, NH3 and H2O. Печенюк София Ивановна – доктор химических наук, профессор, ИХТРЭМС КНЦ РАН. 184209, г. Апатиты, Академгородок, 26 а. E-mail: pechenyuk@chemy.kolasc.net.ru Шимкин Алексей Алексеевич – кандидат химических наук, Всероссийский научно- исследовательский институт авиационных материалов. 105005, г. Москва, ул. Радио, д. 17. E-mail: alexshimkin@gmail.ru Кривцов Игорь Владимирович – кандидат химических наук, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: zapasoul@gmail.com Гостева Алевтина Николаевна – аспирант, ИХТРЭМС КНЦ РАН. 184209, г. Апатиты, Академгородок, 26а. E–mail: pechenyuk@chemy.kolasc.net.ru Авдин Вячеслав Викторович – доктор химических наук, профессор, декан химического факультета, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. Е-mail: v.avdin@mail.ru S.I. Pechenyuk, ICTREMRM KSC RAS, Apatity, Russian Federation, pechenyuk@chemy.kolasc.net.ru A.A. Shimkin, VNIIAM, Moscow, Russian Federation, alexshimkin@gmail.ru I.V. Krivtsov, South Ural University, Chelyabinsk, Russian Federation, zapasoul@gmail.com A.N. Gosteva, ICTREMRM KSC RAS, Apatity, Russian Federation, pechenyuk@chemy.kolasc.net.ru V.V. Avdin, South Ural University, Chelyabinsk, Russian Federation, v.avdin@mail.ru

В работе представлено исследование влияния рН синтеза комплекса циркония с лимонной кислотой на формирование наночастиц диоксида циркония при его термическом разложении. Полученный оксидный наноматериал исследован методами рентгенофазового анализа и просвечивающей электронной микроскопии. Установлено, что низкий рН синтеза (рН = 2,0) способствует образованию неагломерированных наночастиц преимущественно тетрагональной фазы ZrO2. The influence of pH value of zirconium oxycitrate solution on formation of ZrO2 nanoparticles prepared via its thermal decomposition has been investigated. Powder Xray diffractional analysis and transmission electron microscopy have been applied to characterize nanomaterial’s properties. It has been established that the low pH value (pH 2,0) favors formation of non-agglomerated nanoparticles of the mainly tetragonal ZrO2. Кривцов Игорь Владимирович – кандидат химических наук, научный сотрудник научно-образовательного центра «Нанотехнологии», Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: zapasoul@gmail.com Устименко Анна Владимировна – магистрант, кафедра экологии и природопользования, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: ustimenko_annie@mail.ru Илькаева Марина Викторовна – аспирант, кафедра экологии и природопользования, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: mylegenda@gmail.com Авдин Вячеслав Викторович – доктор химических наук, профессор, декан химического факультета, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: v.avdin@mail.ru. I.V. Krivtsov, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, zapasoul@gmail.com A.V. Ustimenko, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, ustimenko_annie@mail.ru M.V. Ilkaeva, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, mylegenda@gmail.com V.V. Avdin, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, v.avdin@mail.ru

Представлено исследование влияния термической обработки на сорбционную активность силика-цирконогелей по отношению к катионам двух- и трехвалентных металлов. Для исследуемых сорбционных материалов также получены результаты определения удельной поверхности. Установлено, что развитая удельная поверхность способствует сохранению высокой сорбционной активности даже после термической обработки при 200 °С. In the present study the investigation of influence of thermal treatment on sorption activity of the silicazirconia gels in relation to di- and trivalent cations has been presented. Surface area of the sorption materials also has been measured. It has been established that the developed surface area of the samples it is the reason for high sorbtive activity retention after thermal treatment even at 200 °C Ilkaeva Marina Victorovna – Postgraduate Student, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, Russia, 454080. Илькаева Марина Викторовна – аспирант, кафедра экологии и природопользования, Южно-Уральский государственный университет. 454080, Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: mylegenda@gmail.com Krivtsov Igor Vladimirovich – PhD (Chemistry), Engineer of Scientific-Educational Center for Nanotechnology, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Кривцов Игорь Владимирович – кандидат химических наук, инженер научно-образовательного центра «Нанотехнологии», Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: zapasoul@gmail.com Avdin Viacheslav Victorovich – Dr. Sc. (Chemistry), Professor, Head of Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Авдин Вячеслав Викторович – доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой экологии и природопользования, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: wik22@inbox.ru

Методом медленного гидролиза водных растворов нитрата иттрия водными растворами аммиака или едкого натра синтезированы образцы оксигидрата иттрия при разных рН синтеза. Маточные растворы, имеющие разные рН, изучены методом динамического светорассеяния. Морфология синтезированных ксерогелей изучена методом сканирующей электронной микроскопии. Установлено, что гидролиз водного раствора нитрата иттрия, проведённый с помощью раствора аммиака до рН < рН точки нулевого заряда гидроксида иттрия, приводит к формированию отделённых друг от друга пластинчатых частиц толщиной менее 5 нм. The samples of lamellar yttrium hydroxide have been prepared via slow hydrolysis method of yttrium nitrate in water solutions at various pH values. Ammonia and sodium hydroxide solutions have been used as hydrolyzing agents. Dynamic light scattering has been applied for particle/aggregate sizes determination of the samples prepared at various synthetic conditions. Morphology of the synthesized xerogels has been studied by scanning electron microscopy. It has been found that hydrolysis of water solutions of yttrium nitrate with ammonia at pH values lower than pH of the point of zero charge of yttrium hydroxide favours the formation of the separated lamellae thinner than 5 nm. Avdin Viacheslav Victorovich – Dr. Sc. (Chemistry), Professor, Head of Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Авдин Вячеслав Викторович – доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой экологии и природопользования, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: wik22@inbox.ru Krivtsov Igor Vladimirovich – PhD. (Chemistry), Engineer of Scientific-Educational Center for Nanotechnology, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Кривцов Игорь Владимирович – кандидат химических наук, инженер научно-образовательного центра «Нанотехнологии», Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: zapasoul@gmail.com Katsubo Evgeniya Aleksandrovna – Postgraduate Student, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, Russia, 454080. Кацубо Евгения Александровна – аспирант, кафедра экологии и природопользования, Южно-Уральский государственный университет. 454080, Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: eva-milo@mail.ru Mnyakina Anastasiya Vladimirovna – Student, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, Russia, 454080. Мнякина Анастасия Владимировна – студент, кафедра экологии и природопользования, Южно-Уральский государственный университет. 454080, Челябинск, пр. им. В.И Ленина, 76. E-mail: eva-milo@mail.ru

Золь-гель методом с последующей обработкой в гидротермальных условиях получены образцы аморфного циркона. Фазовый состав и морфология синтезированных образцов изучены методами порошковой дифракции рентгеновских лучей, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии. Обнаружено, что гидротермальная обработка позволяет получать аморфный циркон со средним размером частиц 240 нм. Amorphous zircon samples have been prepared via sol-gel method with a consecutive hydrothermal treatment. Phase composition and morphology of the synthesized materials have been studied by means of X-ray powder diffractional analysis, scanning and transmission electron microscopy. It has been found that hydrothermal treatment favours the formation of the amorphous zircon with the mean particle diameter 240 nm. Krivtsov Igor Vladimirovich – PhD (Chemistry), Engineer of Scientific-Educational Center for Nanotechnology, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Кривцов Игорь Владимирович – кандидат химических наук, инженер научно-образовательного центра «Нанотехнологии», Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: zapasoul@gmail.com Ilkaeva Marina Victorovna – Researcher, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Илькаева Марина Викторовна – лаборант-исследователь, кафедра экологии и природопользования, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: mylegenda@gmail.com Khaynakov Sergiy – PhD (Chemistry), Researcher, University of Oviedo, Spain. E-mail: khaynakovsergiy@uniovi.es Хайнаков Сергей Андреевич – кандидат химических наук, исследователь, Университет Овьедо, Испания. Avdin Vyacheslav Victorovich – Dr. Sc. (Chemistry), Professor, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Авдин Вячеслав Викторович – доктор химических наук, профессор, кафедра экологии и природопользования, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: avdin@susu.ru

Проведена совместная аппроксимация кривых дифференциальной сканирующей калориметрии и дифференциальной термогравиметрии кривыми Гаусса. Показано, что такая аппроксимация позволяет определить стадии термолиза, вычислить массы продуктов термодеструкции и найти соответствие продуктов стадиям термического разложения. Определено, что термолиз карбоната и гидрокарбоната аммония протекает в три стадии с последовательным отщеплением воды, углекислого газа и аммиака. Получено, что гидрокарбонат аммония является более энергоёмким охладителем, чем карбонат аммония, но последний дольше поддерживает процесс охлаждения. A joint approximation of the differential scanning calorimetry and differential thermogravimetry curves by Gaussians is carried out. It is shown that this approximation allows us to determine the stages of thermal decomposition, to calculate the masses of the thermal destruction products and to match the products and the stages of thermal decomposition. It is determined that ammonium carbonate and bicarbonate thermolysis occurs in three stages with the successive elimination of water, carbon dioxide and ammonia. It is proved that ammonium bicarbonate is a more energy-intensive coolant than ammonium carbonate, but the latter supports the cooling process for longer intervals. Avdin Vyacheslav Victorovich - Dr. Sc. (Chemistry), Professor, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Авдин Вячеслав Викторович - доктор химических наук, профессор, кафедра «Экология и природопользование», ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет». 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: avdin@susu.ru Kirillov Valeriy Vladimirovich - PhD (Technical), Associate Professor, Industrial power Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Кириллов Валерий Владимирович - кандидат технических наук, доцент, кафедра «Промышленная теплоэнергетика», ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет». 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: valery@chel.surnet.ru Lymar Andrey Anatolievich - PhD (Chemistry), Associate Professor, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Лымарь Андрей Анатольевич - кандидат химических наук, доцент, кафедра «Экология и природопользование», ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет». 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: andreylymar@susu.ru

Представлены результаты исследования термолитических характеристик индивидуальных и смешанных гелей оксигидратов циркония и кремниевой кислоты, полученных при минимальных концентрациях реагентов, обеспечивающих гелеобразование. Смешанные гели синтезированы при различном порядке ввода реагентов в маточный раствор. Установлено, что в оксигидратных материалах можно выделить восемь температурных интервалов, в которых наблюдаются максимумы дегидратации химически связанной воды. Сорбционная способность гелей по отношению к ионам кальция и иттрия возрастает с увеличением количества воды, максимумы дегидратации которой лежат в интервалах 121—139 и 520-760 °С, и снижается с повышением количества воды, максимумы термического отщепления которой находятся в интервалах 104-117 и 142—170 °С. The results of thermolytic characteristics investigation of individual and mixed gels of zirconium oxyhydrates and silicic acid, prepared at minimal reagents concentrations, ensuring gel formation, have been shown. Mixed gels have been synthesized at different orders of reagent introduction into the mother liquid. It has been established that 8 types of temperature intervals can be determined for oxyhydrate materials, within which maximums of dehydration of chemically bonded water are observed. Sorption activity of gels in relation to calcium and yttrium ions increases with higher amount of water, for which maximums of dehydration are found in intervals: 121-139 and 520-760 °C; it decreases with higher amount of water, for which maximums of thermal removal are found in intervals: 104-117 and 142-170 °C. Avdin Vyacheslav Victorovich - Dr. Sc. (Chemistry), Professor, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Авдин Вячеслав Викторович - доктор химических наук, профессор, кафедра «Экология и природопользование», ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет». 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: avdin@susu.ru Krivtsov Igor Vladimirovich - Postgraduate Student, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Кривцов Игорь Владимирович - аспирант, кафедра «Экология и природопользование», ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет». 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: zapasoul@gmail.com Batist Alexandra Vladimirovna - PhD (Chemistry), Associate Professor, Head of Laboratory of Thermal Analysis of Research and Education Center for Nanotechnology, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Батист Александра Владимировна - кандидат химических наук, доцент, заведующая лабораторией термического анализа Научно-образовательного центра «Нанотехнологии», ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет». 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: wik22@inbox.ru Lymar Andrey Anatolievich - PhD (Chemistry), Associate Professor, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Лымарь Андрей Анатольевич - кандидат химических наук, доцент кафедры «Экология и природопользование», ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет». 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: andreylymar@susu.ru

Представлены результаты исследования сорбционных свойств окси- гидратов циркония, полученных в присутствии неионогенного смачивателя ОП-10, по отношению к ионам иттрия (III). Синтез образцов осуществлён при рН 7, 8 и 9 и концентрациях ОП-10, соответствующих молекулярным растворам ПАВ, образованию сферических и цилиндрических мицелл. Установлено, что при концентрации ПАВ, соответствующей молекулярным растворам и сферическим мицеллам, образование цирконогелей, обладающих максимальными сорбционными свойствами по отношению к ионам иттрия, наблюдается при рН 8. На образцах, полученных в этих условиях, наблюдается более чем десятикратный рост сорбируемое™ ионов иттрия, по сравнению с сорбцией на оксигидратах циркония, синтезированных без ПАВ. Sorption properties of zirconium oxyhydrates, prepared in the presence of non-ionic penetrating agent OP-10, have been studied in relation to yttrium (III) ions. Sample synthesis has been completed at pH 7, 8 and 9 and various OP-10 concentrations, corresponding to molecular surfactant solutions, formation of spherical and cylindrical micelles. It has been established that at surfactant concentrations, corresponding to molecular solutions and spherical micelles, formation of zirconogels with maximum sorption activity in relation to yttrium ions is observed at pH 8. Samples prepared at those conditions have sorptive capacity that is more than 10 times higher than sorption on zirconium oxyhydrate synthesized without a surfactant. Avdin Vyacheslav Victorovich - Dr. Sc. (Chemistry), Professor, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Авдин Вячеслав Викторович - доктор химических наук, профессор, кафедра «Экология и природопользование», ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет». 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: avdin@susu.ru Aksyonova Anna Alekseevna - Postgraduate Student, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Аксёнова Анна Алексеевна - аспирант, кафедра «Экология и природопользование», ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет». 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: sova87.87@mail.ru Lymar Andrey Anatolievich - PhD (Chemistry), Associate Professor, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Лымарь Андрей Анатольевич - кандидат химических наук, доцент кафедры «Экология и природопользование», ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет». 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: andreylymar@susu.ru

Представлены результаты исследования сорбционных свойств окси- гидратов иттрия, полученных при разных концентрациях ПАВ, различных рН, с применением и без применения термообработки. Концентрации ПАВ соответствуют различным типам мицеллообразования. Установлено, что сорбируемость ионов иттрия монотонно увеличивается с повышением содержания ПАВ в маточном растворе и ростом рН синтеза. Термообработка гелей при 430 °С значительно повышает сорбционные свойства оксигидра- тов иттрия, но в образцах, полученных с применением ПАВ, приводит к возникновению эффекта снижения сорбируемости ионов иттрия с ростом концентрации сорбата. The results of yttrium oxyhydrates sorption properties investigation are represented, which were obtained at various surfactant concentrations, various pH values, with and without thermal treatment. Surfactant concentration corresponds to various types of micelle formation. It has been found that sorptive capacity of yttrium ions increases steadily with the rise of surfactant amount in a mother solution and rise of synthesis pH. Thermal treatment of gels at 430 °C significantly heightens sorption properties of yttrium oxyhydrate, though in the samples obtained with the use of a surfactant, it results in the effect of decreasing yttrium ions sorptive capacity with the rise of sorbate concentration. Avdin Vyacheslav Victorovich - Dr. Sc. (Chemistry), Professor, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Авдин Вячеслав Викторович - доктор химических наук, профессор, кафедра «Экология и природопользование», ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет». 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: avdin@susu.ru Safonova Tat'yana Vasil'evna - Postgraduate Student, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Сафонова Татьяна Васильевна - аспирант, кафедра «Экология и природопользование», ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет». 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: sova87.87@mail.ru Lymar Andrey Anatolievich - PhD (Chemistry), Associate Professor, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Лымарь Андрей Анатольевич - кандидат химических наук, доцент, кафедра «Экология и природопользование», ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет». 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: andreylymar@susu.ru

Исследованы смешанные гели кремниевой кислоты и оксигидрата лантана, полученные при разных способах смешения реагентов и рН маточного раствора. Установлено, что введение нитрата лантана в раствор метасиликата натрия приводит к образованию смешанных гелей, состоящих из зёрен оксигидрата лантана, «вкрапленных» в матрицу силикагеля. Такие гели имеют низкую сорбционную активность; зёрна оксигидрата лантана склонны к деструкции в сорбате. Введение силиката натрия в раствор нитрата лантана приводит к формированию сополимера, имеющего высокую сорбционную активность. С ростом рН синтеза сорбционная ёмкость сополимерных смешанных гелей возрастает, а зернистых смешанных гелей - снижается. Mixed gels of silicic acid and lanthanum oxyhydrate prepared with different methods at various pH values have been investigated. It has been found that lanthanum nitrate addition to the sodium metasilicate solution leads to formation of mixed gels, consisting of lanthanum oxyhydrate grains impregnated into silica gel matrix. Such types of gels have low sorbtive capacity; grains of lanthanum oxyhydrate are prone to destruction in the sorbate. Addition of sodium metasilicate to the lanthanum nitrate solution leads to formation of copolymer that have high sorbtive capacity. At greater pH values of copolymer synthesis the sorbtive capacity of lanthanum ions increases and sorbtive capacity of grainy mixed gels decreases. Avdin Vyacheslav Victorovich - Dr. Sc. (Chemistry), Professor, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Авдин Вячеслав Викторович - доктор химических наук, профессор, кафедра «Экология и природопользование», ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет». 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: avdin@susu.ru Altynbaeva Lilija Sharifullovna - Postgraduate Student, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Алтынбаева Лилия Шарифулловна - соискатель, кафедра «Экология и природопользование », ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет». 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. Krivtsov Igor Vladimirovich - Postgraduate Student, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, helyabinsk, 454080. Кривцов Игорь Владимирович - аспирант, кафедра «Экология и риродопользование», ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет». 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76.

Представлены сорбционные свойства индивидуальных и смешанных цирконо- и силикагелей, полученных золь-гель методом при разных рН синтеза. Смешанные гели синтезированы с различным порядком ввода гелеобразующих компонентов в маточный раствор. Сорбционные свойства полученных образцов изучены по отношению к ионам кальция и иттрия. Смешанные гели оксигидрата циркония и кремниевой кислоты обладают на порядок более высокой сорбционной ёмкостью, по сравнению с индивидуальными силикагелями и цирконогелями. Sorption properties of individual and mixed zircono- and silicagels, prepeared by the sol-gel method at various pH values of synthesis, have been described. Mixed gels have been synthesized while gelforming reagents have been introduced into mother solution in different orders. Sorption properties of synthesized samples have been investigated in relation to calcium and yttrium ions. Mixed zirconium oxyhydrate and silicic acid gels have sorbtive capacity that is higher than individual zircono- and silicagels almost by the order of magnitude. Avdin Vyacheslav Victorovich - Dr. Sc. (Chemistry), Professor, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Авдин Вячеслав Викторович - доктор химических наук, профессор, кафедра «Экология и природопользование», ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет». 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: avdin@susu.ru Krivtsov Igor Vladimirovich - Postgraduate Student, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Кривцов Игорь Владимирович - аспирант, кафедра «Экология и природопользование», ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет». 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: zapasoul@gmail.com Matveychuk Yuri Vasilievich - PhD (Chemistry), Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. 76, Lenin avenue, Chelyabinsk, 454080. Матвейчук Юрий Васильевич - кандидат химических наук, кафедра «Экология и природопользование », ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет». 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: diff@inbox.ru

Исследовано влияние широко распространенного неионогенного смачивателя ОП-10 (октилфениловый эфир декаэтиленгликоля) на физико-химические свойства оксигидратов двух разных по основности металлов - циркония и иттрия. Изучены сорбционные свойства, термолиз и морфология поверхности образцов, полученных без ПАВ и при концентрациях ОП-10 в маточном растворе, при которых ПАВ образует молекулярные растворы, сферические и цилиндрические мицеллы. Оксигидрат циркония в присутствии ОП-10 в маточном растворе формирует сфероидальные наночастицы, максимальная доля которых наблюдается при концентрации ОП-10, соответствующей образованию сферических мицелл. Оксигидрат иттрия формирует палочкообразные наночастицы, при концентрации ОП-10 в маточном растворе, соответствующей формированию цилиндрических мицелл. Оксигидраты циркония и иттрия, полученные при оптимальной концентрации ОП-10, имеют на порядок более высокие сорбционные свойства, чем образцы, синтезированные без ПАВ. The effect of widespread nonionic penetrating agent OP-10 (octyl phenyl ether of decaethylenglycol) on physicochemical properties of oxyhydrates of two metals varying in basicity, zirconium and yttrium, has been investigated. Sorption properties, thermolysis and surface morphology of the samples, obtained without surfactant agent and with OP-10 at such concentrations in mother solution that make the surfactant form molecular solutions, spherical and cylindrical micelles, have been studied. Zirconium oxyhydrate prepared with OP-10 present in mother solution forms spheroidal nanoparticles, maximum quantity of which is observed at OP concentration corresponding to that of the spherical micelle formation. Yttrium oxyhydrate forms rod-like nanoparticles at OP-10 concentration in mother solution corresponding to that of the cylindrical micelle formation. Zirconium and yttrium oxyhydrates obtained at optimal OP-10 concentration have higher sorption properties by an order of magnitude than the samples synthesized without a surfactant. Avdin Vyacheslav Victorovich - Dr. Sc. (Chemistry), Professor, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. Авдин Вячеслав Викторович - доктор химических наук, профессор, кафедра «Экология и природопользование», Южно-Уральский государственный университет. E-mail: avdin@susu.ru Safonova Tatyana Vasilievna - Postgraduate Student, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. Сафонова Татьяна Васильевна - аспирант, кафедра «Экология и природопользование», Южно-Уральский государственный университет. Aksyonova Anna Alekseevna - Postgraduate Student, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. Аксёнова Анна Алексеевна - аспирант, кафедра «Экология и природопользование», Южно-Уральский государственный университет. Lymar Andrey Anatolievich - PhD (Chemistry), Associate Professor, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. Лымарь Андрей Анатольевич - кандидат химических наук, доцент, кафедра «Экология и природопользование», Южно-Уральский государственный университет. E-mail: andreylymar@susu.ru

Изучены оксигидраты циркония, синтезированные методом быстрого (5 с), медленного (5 суток) и сверхмедленного (5 мес.) гидролиза аммиаком и едким натром из водных растворов оксихлорида циркония. При медленном гидролизе ряд образцов получали с введением в реакционную среду неионогенного ПАВ. Образцы изучили методом ИК-спектрометрии. Соотнесение частот полученных максимумов проводили по литературным и расчетным данным. Для низкомолекулярных агрегатов оксигидрата циркония рассчитанных ab initio методом ZINDO/1 вычислили ПК спектры. В результате быстрого гидролиза едким натром в исследуемых образцах наблюдается максимальное количество концевых Н20-групп, межмицеллярных мостиковых связей Zr-H2O-Zr, а также связей Zr=0. Доля внутримицеллярных мостиковых оксо- и ол-связей незначительна. В цирконогелях, полученных сверхмедленным гидролизом, доля ол-связей, особенно внутримицеллярных, высока. Эти гели имеют максимальную полимерную связанность. В образцах, полученных медленным гидролизом с применением ПАВ, обнаружены максимальные доли внутримицеллярных связей Zr-H2O-Zr и Zr-ОH-Zr. Zirconium oxyhydrates have been studied, synthesized by methods of fast (5 sec), slow (5 days) and ultra-slow (5 months) hydrolysis by ammonia and sodium hydroxide in aqueous solutions of zirconium oxychloride. During slow hydrolysis a number of samples have been got with introduction of non-ionic surfactant into the reaction medium. The samples have been investigated by IR-spectrometry method.Correlation of the maximum frequencies has been carried out with the use of literary and calculation data. For low-molecular aggregates of zirconium onyhydrate, calculated ab initio according to ZINDO/1, the IR-spectra have been calculated. As the result of fast hydrolysis by sodium hydroxide the investigated samples give evidence of maximal amount of end H20-groups, intermicellar Zr-H20-Zr bridging bonds, as well as Zr=0 bonds. The percentage of intramicellar bridging oxo- and ol-bonds is insignificant. In zirconogels formed by ultra-slow hydrolysis the percentage of ol-bonds, especially intramicellar ones, is high. These gels are characterized by maximal polymer connexity. In the samples formed by slow hydrolysis with introduction of surfactant, the maximal percentages of Zr-H20-Zr and Zr-OH-Zr intramicellar bonds has been detected. Nikitin Evgeniy Aleksandrovich - Postgraduate Student, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. Никитин Евгений Александрович - аспирант, кафедра «Экология и природопользование», Южно-Уральский Государственный Университет. Belkanova Marina Yu. - Cand. Sc. (Chemistry), Associate Professor, Analytical Chemistry Subdepartment, South Ural State University. Белканова Марина Юрьевна - кандидат химических наук, доцент, кафедра «Аналитическая химия», Южно-Уральский государственный университет. Lymar Andrey Anatolievich - Cand. Sc. (Chemistry), Associate Professor, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. Лымарь Андрей Анатольевич - кандидат химических наук, доцент, кафедра «Экология и природопользование», Южно-Уральский государственный университет. Avdin Vyacheslav Victorovich - Dr. Sc. (Chemistry), Professor, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. Авдин Вячеслав Викторович - доктор химических наук, профессор, кафедра «Экология и природопользование», Южно-Уральский государственный университет. e-mail: avdin@susu.ru

Вероятностными методами и ab initio исследовано строение олигомерных агрегатов ортокремниевой кислоты и её сополимеров с гидроксидами иттрия и лантана. Изучено влияние воды на формирование олигомеров ортокремниевой кислоты. Методом TD DFT рассчитаны электронные спектры поглощения полученных структур. Установлено, что в водном растворе при низких концентрациях полимеризующихся молекул сополимерные гели формируются из смешанных олигомеров ортокремниевой кислоты и гидроксидов иттрия или лантана, а при высоких концентрациях ортокремниевая кислота вытесняется на периферию агрегата, образованного гидроксидом иттрия или лантана. With the use of probabilistic approach and ab initio the structure of oligomeric aggregates of orthosilicic acid and its co-polymers with yttrium and lanthanum hydroxides has been studied. The influence of water upon formation of ortho-silicic acid oligomers have been shown. With the use of TD DFT method the electronic absorption spectra of investigated structures have been calculated. It has been shown that in water solution at low concentration of polymerizing particles the co-polymeric gels are formed from the mixture of ortho-silicic acid and yttrium and lanthanum hydroxides particles, while at high concentrations of monomer particles in the solution ortho-silicic acid is displaced to the yttrium or lanthanum hydroxide aggregate periphery. Matveychuk Yury Vasilievich - Cand. Sc. (Chemistry), Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. Матвейчук Юрий Васильевич - кандидат химических наук, кафедра «Экология и природопользование », Южно-Уральский государственный университет. Lymar Andrey Anatolievich - Cand. Sc. (Chemistry), Associate Professor, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. Лымарь Андрей Анатольевич - кандидат химических наук, доцент, кафедра «Экология и природопользование», Южно-Уральский государственный университет. Avdin Vyacheslav Victorovich - Dr. Sc. (Chemistry), Professor, Ecology and Nature Management Subdepartment, South Ural State University. Авдин Вячеслав Викторович - доктор химических наук, профессор, кафедра «Экология и природопользование», Южно-Уральский государственный университет. e-mail: avdin@susu.ru