ФХ-2024

Т.И. Чупахина, А.М. Упорова, О.И. Гырдасова, Л.Ю. Булдакова, Ю.А. Деева, И.В. Бакланова, М.Ю. Янченко
ФГБУН «Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН»

Аннотация: По прекурсорной технологии получены твердые растворы Sr₂Ti_1-xMn_xO₄ (x = 0; 0,01; 0,025; 0,05; 0,1) со структурой Раддлесдена-Поппера (A_n+1B_nO_3n+1, n = 1, структурный тип K₂NiF₄). В качестве прекурсоров использованы синтезированные по оригинальной методике формиатные комплексысоответствующих металлов. Продуктами термолиза полученных комплексов с органическим лигандом являются изоструктурные однофазные образцы, которые кристаллизуются в виде агломератов со средним размером 1 мкм. Методом энерго-дисперсионной спектроскопии установлено равномерное распределение в агломератах катионов Sr²⁺, Ti⁴⁺и Mn⁴⁺. Согласно электронному парамагнитному резонансу и оптической спектроскопии марганец в титан-кислородных полиэдрах Sr₂Ti_1-xMn_xO₄ находится преимущественно в степени окисления 4⁺. Увеличение концентрации марганца в составе твердых растворах эффективно сужает ширину запрещенной зоны титаната стронция с 3,5 эВ до 2,5 эВ для Sr₂Ti_0,9Mn_0,1O₄. Анализ каталитических свойств Sr₂Ti_1-xMn_xO₄ осуществляли в реакции окисления гидрохинона при облучении его водных растворов в ультрафиолетовом и видимом спектральных диапазонах. В описанных условиях все фотокатализаторы показали высокую скорость фотоокисления. Установлено, что фотокаталитическая активность Sr₂Ti_1-xM_nxO₄ в 3-х последовательных циклах фотоокисления приультрафиолетовом стимулировании превосходит коммерческий катализатор Degussa P25 в 4 раза.
Ключевые слова: слоистые широкозонные полупроводники, перовскит, титанат стронция, формиатный синтез, фотокатализ, вольтамперометрия, электронная микроскопия

А.Г. Широкова¹, С.А. Бибанаева¹, Е.А. Богданова^1,2, В.М. Скачков¹, О.В. Корякова^3
1 ФГБУН «Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН»
² АО «Гиредмет»
³ ФГБУН «Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского Уральского отделения РАН»

Аннотация: В настоящей статье исследованы особенности синтеза и физико-химические свойства композиционного материала на основе осажденного гидроксиапатита и синтетических алюмосиликатных цеолитов. С использованием современных методов анализа аттестованы как полученный композиционный материал, так и индивидуальные компоненты, входящие в его состав. Синтез материала осуществляли путем смешения при одновременном измельчении в вибрационноймельнице синтетического цеолита и гидроксиапатит с последующим отжигом полученной смеси. Методом ИК-спектроскопии уточнены характеристики исходных алюмосиликатных цеолитов и гидроксиапатита, оценено их взаимодействие при механохимическом синтезе и последующей термической обработке полученных на их основе композитов. Рентгенофазовый анализ исходных синтетических цеолитов указывает на потерю адсорбированной и кристаллизационной воды и разложение до сложных алюмосиликатных оксидов кальция и натрия при температурной обработкепри 1000°С. Так же было установлено, что, хотя осажденный гидроксиапатит является структурно нестабильным, а его фазовый состав зависит от температуры, поведение полученного на его основе композиционного материала значительно отличается при высокотемпературной обработке. Доказано, что термический отжиг полученного посредством механосинтеза композита при термообработке при 1000°С не приводит к химическому модифицированию структуры гидроксиапатита и образованию нового соединения за счет введения цеолита. Дифференциально-термический анализ показал увеличение стабильности композиционного материала относительно отдельных его составляющих. Морфология исходных материалов и подвергнутых термическойобработке изучены с помощью сканирующей электронной микроскопии, показано изменение морфологии при спекании. Наряду с исследованием термической стабильности материалов, была проведена оценка линейной усадки образцов и их микротвердости. Проведенные комплексные исследования позволили рекомендовать композиты на основе осажденного гидроксиапатита, содержащие в своем составе 15 масс.% алюмосиликатных цеолитов в качестве перспективных для дальнейшего изучения материалов, обладающих наилучшими функциональными характеристиками, в том числе прочностными.
Ключевые слова: синтетический цеолит, гидроксиапатит, инфракрасная спектроскопия, рентгенофазовый анализ, дифференциально-термический анализ, композиционный материал

З.В. Шомахов¹, С.С. Налимова², О.Д. Зырянова², В.М. Кондратьев^3,4, З.Х. Калажоков¹, К.Д. Буй², В.А. Мошников^2
1 ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»
² ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»
³ ФГАОУ ВО «Московский физико- технический институт (национальный исследовательский университет)»
⁴ ФГБУ ВО и Н «Санкт- Петербургский национальный исследовательский Академический университет имени Ж.И. Алферова РАН»

Аннотация: В настоящее время полупроводниковые газовые сенсоры представляют интерес для различных областей применения, включая промышленность, медицину и экологический мониторинг. Одной из наиболее важных задач в сенсорике является уменьшение рабочей температуры устройств. В данной работе для решения этой задачи предложено использовать наноструктуры WO_x/WS₂, полученные гидротермальным методом. Исследование морфологии, структуры и состава разработанных наноструктур проводилось с помощью растровой электронной микроскопии, дифракции отраженных электронов и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Показано, что наноструктуры образованы 1D и 2D нанообъектами со средней длиной 200 нм и представляют собой нанокомпозиты, состоящие из оксида вольфрама WO_x и дисульфида вольфрама WS₂. Проведено исследование сенсорных свойств при воздействии на образцы паров изопропанола, этанола и ацетона при комнатной температуре. Продемонстрировано обратимое изменение сопротивления при появлении в атмосфере указанных газов. Дополнительно воздействие ультрафиолетового облучения в процессе измерений приводит к увеличению величины отклика ибыстродействия сенсорных слоев в случае взаимодействия с парами изопропанола и этанола.
Ключевые слова: газовые сенсоры, комнатная температура, наноструктуры, оксид вольфрама, дисульфид вольфрама, нанокомпозиты

Н.А. Шостак
ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет»

Аннотация: В настоящей статье описаны особенности определения энтальпийных характеристик процесса гидратообразования. Описаны аспекты формирования гидратных структур из молекул гидратообразователей и воды. Показано, что процессы образования и диссоциации гидратов имеют различный характер, который определяется взаимодействием гидратообразователя с водой, находящейся в том или ином фазовом состоянии: гидратообразователь – твердая фаза воды – лед,гидратообразователь – жидкая фаза воды, гидратообразователь в критическом (псевдокритическом) состоянии – жидкая фаза воды. Проанализирована зависимость температуры кристаллизации воды от давления и природы гидратообразователя. Описаны энергетические процессы, протекающие при формировании кластеров и элементарных ячеек кристаллических решеток гидратов структур, обусловленные выделением и поглощением тепловой энергии. Предложены зависимости для расчета теплота образования кристаллической решетки из льдоподобных ассоциатов молекул воды. Показано, что процесс перестроения ледяной решетки в гидратную может быть как экзотермическим, так и эндотермическим.
Ключевые слова: гидратообразователь, гидратообразование, гидратная структура, кластер, кристаллическая решетка, льдоподобные ассоциаты, теплота образования

Аннотация:
Ключевые слова:

Аннотация:
Ключевые слова:

Аннотация:
Ключевые слова:

Аннотация:
Ключевые слова:

Аннотация:
Ключевые слова:

А.С. Антонов¹, Н.Ю. Сдобняков¹, В.А. Анофриев¹, М.С. Афанасьев^2,3, Е.М. Семенова¹, В.В. Макаев^1
1 ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
² ФГБОУ ВО «МИРЭА – Российский технологический университет»
³ Фрязинский филиал ФГБУН «Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН»

Аннотация: Наноразмерные пленки железа различной толщины и на разныхпространственных масштабах изучены  с помощью двух альтернативных методов: атомно-силовой микроскопии и сканирующей туннельной микроскопии. Выявлено, что морфология поверхности и фрактальная размерность зависят не только от толщины пленки, но и от условий осаждения, и последующей цифровой обработки. Сделан вывод о том, что поверхность имеет сильно развитый рельеф, что отвечает наличию высоких значений фрактальной размерности. Выдвинута гипотеза о том, что присутствие оксидов железа на поверхности исследуемых образцов существенно влияет на их морфологию, способствуя формированию сложного и высокоразвитого рельефа. Эти оксиды приводят к образованию структурных неоднородностей, что приводит к наблюдению на поверхности пленки агломератов с достаточно широким диапазоном значений фрактальной размерности (от 2,49 до 2,94), т.е. оксиды способствуют агрегации частиц, создавая более сложную структуру поверхности. Кроме того, метод выделения агломератов позволил фиксировать увеличение величиныфрактальной размерности, что  говорит об эффективности выделения и изучения отдельных сложных по структуре объектов поверхности. Таким образом, для наноразмерных пленок железа становится важным учет эффектов  окисления иагломерации элементов поверхности при их анализе и выборе способа получения для выявления структур с определенным значением фрактальной размерности.
Ключевые слова: атомно-силовая микроскопия, сканирующая туннельная микроскопия, магнетронное напыление, фрактальная размерность, пленки железа