Том 50, № 5 (2024)

С помощью компьютерных методов (пакет программ ToposPro) осуществлен комбинаторно-топологический анализ и моделирование самосборки кристаллических структур семейства Ce₄Pt₁₄Si₈-oP52 (a = 19.633 Å, b = 4.036 Å, c = 11.224 Å, V = 889.4 ų), Ce₆Pd₈Sn₁₂-oP52 (a = 27.701 Å, b = 4.614 Å, c = 9.371 Å, V = 1198.02 ų). Для кристаллической структуры Ce₄Pt₁₄Si₈-oP52 установлен 21 вариант выделения кластерных структур с числом кластеров N = 2 (6 вариантов) и 3 (9 вариантов) и 3 (6 вариантов). Рассмотрен вариант самосборки кристаллической структуры с участием образующих упаковки кластеров-прекурсоров: сдвоенных тетраэдров K6 = 0@ 6 (Ce₂Pt₂Si₂) с симметрией g = -1, тетраэдров K4 = 0@ 4 (CePt₂Si), колец K3 = 0@3(Pt₂Si). Для кристаллической структуры Ce₆Pd₈Sn₁₂-oP52 установлены 27 вариантов выделения кластерных структур с числом кластеров N = 2 (6 вариантов), 3 (11 вариантов) и 4 (10 вариантов). Рассмотрен вариант самосборки кристаллической структуры с участием образующих упаковки кластеров-прекурсоров: сдвоенных тетраэдров K6 = 0@ 6 (Ce₂Pd₂Sn₂) с симметрией g = -1, колец K3 = 0@3(CePdSn), колец K3 = 0@3(PdSn₂) и атомов-спейсеров Sn. Реконструирован симметрийный и топологический код процессов самосборки 3D структур Ce₄Pt₁₄Si₈-oP52 и Ce₆Pd₈Sn₁₂-oP52 из кластеров-прекурсоров в виде: первичная цепь → слой → каркас.

Синтезированы композиционные материалы на основе матриц из высококремнеземных пористых стекол, активированных ионами Cu²⁺ и Y³⁺. Изучено влияние состава композитов (концентрация и соотношение введенной меди и иттрия) и температуры их тепловой обработки (в диапазоне 50–870 °С) на их спектральные свойства. При исследовании образцов методами оптической и ИК спектроскопии обнаружены полосы поглощения, связанные с Cu²⁺ ионами и обусловленные колебаниями Y–O связей в Y₂O₃. Установлено, что в зависимости от условий синтеза полученные материалы обладают УФ, сине-зеленой и ИК люминесценцией, обусловленной присутствием различных активных центров (дефекты и кислородные вакансии в CuO, Cu2⁺ ионы, радикалы  и F центры в Y₂O₃, =Si⁰ центры, E’ центры (O₃≡Si·), нейтральные вакансии кислорода (O₃≡Si–Si≡O₃), немостиковые кислородные дефектные центры в кремнеземной матрице стекла).

Методом высокотемпературной дифференциальной масс-спектрометрии изучены процессы парообразование и термодинамические свойства расплавов системы BaO-Al₂O₃-SiO₂ в области концентраций от 90 до 10 мол. % BaO и мольном соотношении x(Al₂O₃) : у(SiO₂), равном 3 : 2, 1 : 1 и 1 : 2. Испарение образцов проводилось из эффузионных камер Кнудсена, изготовленных из вольфрама. Определены парциальные давления молекулярных форм пара, активности компонентов конденсированной фазы, энергии Гиббса и избыточные энергии Гиббса. Установлено, что изученная система характеризуется отрицательным отклонением от идеального поведения.

Проведено изучение возможности синтеза супрамолекулярных композиционных органо-неорганических материалов на основе феррита кобальта (II) и биочаров из рисовой шелухи и лузги подсолнечника. Установлено, что морфология биочара определяет структурные характеристики композита. Синтезированные материалы охарактеризованы методом рентгенофазового анализа, БЭТ, сканирующей электронной микроскопии. Ферриты кобальта (II) кристаллизуются на поверхности углеродистого носителя в виде пленки, размер кристаллитов составляет 80-96 нм, что ниже, чем для CoFe₂O₄, полученного по золь-гель технологии. Установлено, что синтезированные композиты проявляют значительную каталитическую активность в процессе разложения пероксида водорода и сорбции соединений хрома (VI) из водного раствора. Увеличение сорбционной способности связано с образованием системы Фентона Fe³⁺/Fe²⁺. Полученные результаты могут быть востребованы для синтеза инновационных продуктов из отходов сельскохозяйственного производства и применения их в процессах водоподготовки.

При синтезе ZnS:Cu,Br люминофоров (сульфид цинка активированный ионами меди и брома) формируется композитная вюрцитно-сфалеритная структура, а интенсивность свечения и содержание центров свечения в виде донорно-акцепторных пар Cu_Zn-Br_S достигают максимума при определенной доле вюрцитной фазы в люминофоре. Это подтверждается исследованием фазового состава синтезированных люминофоров и изменениями спектров радиолюминесценции. Наблюдаемый результат предложено объяснить с привлечением представлений теории перколяции, учитывая, что формирование люминофорной матрицы композитного вюрцитно-сфалеритного состава способствует увеличению скорости диффузии ионов активатора и соактиватора (Cu⁺ и Br^–) по межфазной границе и формированию центров свечения. Показано, что радиационное воздействие, способствующее образованию структурных дефектов в исходной матрице ZnS, дополнительно повышает интенсивность люминесценции. Применение данного подхода позволяет создавать материалы с оптимальной наноструктурой и высокими целевыми характеристиками.