Профессор Виктор Алексеевич Додонов (11.07.1933–27.09.2021) – заведующий кафедрой органической химии химического факультета Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского с 1971 по 2016 гг., заслуженный деятель науки РФ, действительный член Академии инженерных наук РФ, заслуженный профессор ННГУ, Почетный работник ННГУ, Фулбрайт профессор, автор 42 патентов и авторских свидетельств, 500 научных статей. Руководитель научно-педагогической школы ННГУ «Органическая и элементоорганическая химия – радикальные реакции в жидкой фазе». Синтезировал новые классы органических и элементоорганических пероксидов на основе непереходных элементов. Cоздал на основе комплекса бороорганического соединения с амином уникальные клеи, способные при комнатной температуре склеивать полимеры с низкой поверхностной энергией (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, особенно тефлон). Показал возможность окисления углеводородов и их функциональных производных (предельных, непредельных алкилзамещенных ароматических углеводородов, спиртов, кетонов, простых и сложных эфиров, сульфидов) при комнатной температуре третбутилгидропероксидом в присутствии соединений Al, Bi. Установил, что в определенных условиях главным участником реакции становится кислород воздуха, а пероксид и металл выступают катализаторами. Применил фенильные соединения сурьмы и висмута в условиях металлокомплексного катализа соединениями меди и палладия для избирательного О-, N-, C-фенилирования органических веществ, включающих группы ОН, NH, C=C-Н, в мягких условиях при 20–50 °С. Изучил процессы газофазного разложения металлоорганических соединений хрома, никеля с целью получения металлосодержащих (металлических, карбидных, оксидных) пленок и покрытий.
Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия
2023. — Выпуск 1
Содержание:
На основе анализа литературы, опубликованной преимущественно с 2018 по 2021 г., систематизированы и описаны методы получения, некоторые реакции, особенности строения галогенидных комплексов циркония и примеры их возможного использования. При обсуждении методов синтеза основное внимание уделено наиболее эффективным подходам к их получению. Рассмотрены реакции образования комплексных соединений циркония. Приведены сведения о биологической и каталитической активности некоторых производных циркония.
Ключевые слова
Взаимодействием эквимолярных количеств галогенидов тетраорганилфосфония с 2,5-дихлорбензолсульфоновой, 2,4-динитробензолсульфоновой, 1-окси-2,4-динитро-7-нафталинсульфоновой и 8-окси-7-йод-5-хинолинсульфоновой кислотами в воде синтезированы ионные органосульфонаты тетраорганилфосфония [R 4 P][OSO 2 R’], R = Me, R’ = C 6 H 3 Cl 2 -2,5 (1); R = Bu, R’ = C 10 H 5 (OH-1)(NO 2 ) 2 -2,4 (2); [Ph 3 PR][OSO 2 R’], R = CH 2 CH=CHCH 2 PPh 3 , R’ = C 9 H 4 N(OH-8)(I-7) (3); R = C 6 H 11 -cyclo, R’ = C 6 H 3 (NO 2 ) 2 -2,4 (4); R = CH 2 CH=CHMe, R’ = C 6 H 3 Cl 2 -2,5 (5). Рентгеноструктурный анализ кристаллов 1–4 проведен при 293 К на автоматическом четырехкружном дифрактометре D8 Quest Bruker (двухкоординатный CCD-детектор, Мо К α -излучение, λ = 0,71073 Å, графитовый монохроматор). Кристалл 1 [C 16 H 22 O 8 PS 2 Cl 4 , M 579,23; сингония моноклинная, группа симметрии С2/с; параметры ячейки: a = 35,69(4), b = 7,454(9), c = 23,67(2) Å; = 90,00, β = 129,16(3), = 90,00 град., V = 4883(9) Å 3 , Z = 8; выч = 1,576 г/см 3 ], 2 [C 42 H 77 N 2 O 8 P 2 S, M 832,06; сингония ромбическая, группа симметрии Pbca; параметры ячейки: a = 14,712(9), b = 22,825(16), c = 29,475(16) Å; = 90,00, β = 90,00, = 90,00 град., V = 9898(11) Å 3 , Z = 8; выч = 1,117 г/см 3 ], 3 [C 29 H 27 O 6 PSIN, M 675,45; сингония триклинная, группа симметрии P–1; параметры ячейки: a = 9,506(8), b = 11,323(12), c = 13,662(10) Å; = 82,21(4), β = 89,26(2), = 72,60(4) град., V = 1390(2) Å 3 , Z = 2; выч = 1,614 г/см 3 ], 4 [C 30 H 29 N 2 O 7 PS, M 592,58; сингония триклинная, группа симметрии P–1; параметры ячейки: a = 9,793(5), b = 11,214(5), c = 14,341(7) Å; = 109,495(17), β = 99,55(3), = 94,58(2) град., V = 1448,5(12) Å 3 , Z = 2; выч = 1,359 г/см 3 ]. В катионах 1‒4 атомы фосфора имеют искаженную тетраэдрическую координацию, органосульфонатные анионы имеют обычную геометрию с тетраэдрическим атомом серы. Длины связей Р−С принимают значения 1,746(7)−1,841(19) Å , что меньше суммы ковалентных радиусов атомов- партнеров (1,83 Å); расстояния S−C: 1,759(5)−1,815(3) Å. Валентные углы СРС изменяются в интервалах 85,2(8)°−114,0(5)°. Структурная организация в кристаллах 1‒4 в основном обусловлена слабыми межмолекулярными контактами типа O···Н 1,60–2,72 Å (сумма вандер-ваальсовых атомов-партнеров 2,62 Å). Полные таблицы координат атомов, длин связей и валентных углов для структур депонированы в Кембриджском банке структурных данных (№ 2153156 (1), № 2157531 (2), № 2160476 (3), № 2157713 (4), deposit@ccdc.cam.ac.uk; http://www.ccdc. cam.ac.uk).
Ключевые слова
Окисление трис (3-фторфенил)сурьмы гидропероксидом третичного бутила в присутствии 2-метилкарборанилкарбоновой кислоты приводит к образованию бис (2-метилкарборанилкарбоксилата) трис (3-фторфенил)сурьмы (1), особенности строения которого установлены методом рентгеноструктурного анализа. По данным рентгеноструктурного анализа, проведенного при 293 К на автоматическом четырехкружном дифрактометре D8 Quest Bruker (двухкоординатный CCD-детектор, Мо K α -излучение, λ = 0,71073 Å, графитовый монохроматор), кристаллы характеризуются: C26H38B20F3O4Sb, M 809,52; сингония моноклинная, группа симметрии С 2/ c ; параметры ячейки: a = 19,050(13), b = 14,441(9), c = 14,568(9) Å; a = 90°, β = 98,51(2)°, g = 90°; V = 3964(4) Å3; Z = 4; размер кристалла 0,8 × 0,55 × 0,29 мм; интервалы индексов отражений -25 ≤ h ≤ 25, -18 ≤ k ≤ 18, -18 ≤ l ≤ 19; всего отражений 37401; независимых отражений 4709; R int 0,0545; GOOF 1,108; R 1 = 0,0578, wR 2 = 0,1482; остаточная электронная плотность -0,59/1,09 e/Å3. По данным РСА, в молекулах соединения 1 атомы сурьмы имеют искаженную тригонально-бипирамидальную координацию с атомами кислорода карбоксилатных лигандов в аксиальных положениях. Связи Sb-C (2,104(4)-2,114(8) Å) короче расстояний Sb-O (2,113(3) Å), аксиальный угол OSbО составляет 178,48(15)°, углы CSbC равны 109,7(2)°, 118,4(2)°, 131,8(3)°, при этом значительное увеличение одного из углов связано с цис -конформацией карбоксилатных лигандов относительно экваториальной плоскости. Конформация арильных лигандов по отношению к экваториальной плоскости [С3] пропеллерная. В структуре 1 присутствуют внутримолекулярные контакты Sb···O=С между атомами сурьмы и кислорода карбонильных групп карбоксилатных лигандов, которые составляют 3,089(3) Å. Формирование пространственной сетки в кристалле соединения 1 обусловлено наличием слабых водородных связей с участием атомов бора карбоксилатных лигандов и фтора арильных лигандов: B···Н (3,19 Å) и F···B (3,45 Å). Полные таблицы координат атомов, длин связей и валентных углов депонированы в Кембриджском банке структурных данных (№ 2178731; deposit@ccdc.cam.ac.uk или http://www.ccdc.cam.ac.uk/data_request/cif).
Ключевые слова
Ключевые слова
Взаимодействием иодида сурьмы с иодидами н -пентилтрифенилфосфония (1:1 мольн.) в ацетоне и тетрафенилфосфония (3:2 мольн.) в моноэтиловом эфире этиленгликоля (этилцеллозольве) получены ионные комплексы [ n -C5H11PPh3]2[Sb2I8(acetone)2] и [Ph4P]3[Sb2I9]∙EtO(CH2)2OH, строение которых установлено методом рентгеноструктурного анализа. По данным РСА, проведенного при 293 К на автоматическом четырехкружном дифрактометре D8 Quest Bruker (двухкоординатный CCD - детектор, Мо К α-излучение, λ = 0,71073 Å, графитовый монохроматор), кристаллов 1 [C26H32OPI4Sb, M 1020,84; сингония триклинная, группа симметрии Р- 1; параметры ячейки: a = 10,573(4), b = 13,303(5), c = 13,569(5) Å; α = 117,749(16) град., β = 95,534(17) град., γ = 100,715(14) град.; V = 1622,4(10) Å3; размер кристалла 0,32×0,22×0,13 мм; интервалы индексов отражений -16 ≤ h ≤ 16, -20 ≤ k ≤ 20, -21 ≤ l ≤ 21; всего отражений 98254; независимых отражений 13003; Rint 0,0285; GOOF 1,037; R 1 = 0,0438, wR 2 = 0,0745; остаточная электронная плотность 1,25/-2,06 e/Å3] и 2 [C76H70I9O2P3Sb2, M 2493,83; сингония триклинная, группа симметрии Р- 1; параметры ячейки: a = 10,881(7), b = 16,549(7), c = 25,287(12) Å; α = 109,03(2) град., β = 94,67(2) град., γ = 98,52(3) град.; V = 4216(4) Å3; размер кристалла 0,37×0,11×0,07 мм; интервалы индексов отражений -14 ≤ h ≤ 14, -22 ≤ k ≤ 22, -33 ≤ l ≤ 33; всего отражений 146846; независимых отражений 21003; Rint 0,0708; GOOF 1,014; R 1 = 0,0763, wR 2 = 0,0967; остаточная электронная плотность 1,23/-1,06 e/Å3] атомы фосфора в катионах имеют мало искаженную тетраэдрическую координацию с валентными углами CPC 107,48(11)- 111,52(11)° и 106,5(3)-113,3(3)° и близкими длинами связей P-C 1,795(3)-1,802(2) Å и 1,787(5)-1,809(6) Å в 1 и 2 соответственно. В центросимметричном анионе [Sb2I8(acetone)2]2- атомы сурьмы имеют искаженную октаэдрическую координацию ( транс -углы 171,476(9)-176,33(3)°, молекула ацетона занимает аксиальную позицию, координируясь атомом кислорода (Sb∙∙∙O 2,820(10) Å). Связи Sb-Iмост (3,0997(12) Å) длиннее Sb-Iтерм (2,7780(8)-2,9553(10) Å). В анионе [Sb2I9]3- транс -углы ISbI изменяются в интервале 169,612(17)-173,426(19)°, связи Sb-Iтерм (2,8613(13)-2,9609(12) Å) короче Sb-Iмост (3,0986(12)-3,2760(13) Å). Молекулы сольватного этилцеллозольва образуют димеры посредством водородных связей O(1)∙∙∙H(2A) 2,11 Å. Полные таблицы координат атомов, длин связей и валентных углов для структур депонированы в Кембриджском банке структурных данных (№ 1984511 (1), № 2157456 (2); deposit@ccdc.cam.ac.uk; https://www.ccdc.cam.ac.uk).
Ключевые слова
Исследованы процессы модифицирования поверхности многостенных углеродных нанотрубок различными полярными группами: карбоксильными, спиртовыми гидроксильными, четвертичной аммониевой солью. С применением окислительной смеси пероксида водорода, азотной и серной кислоты разработана методика карбоксилирования углеродных нанотрубок при температуре 70 °С, что позволило минимизировать образование аморфного углерода и повысить содержание карбоксильных групп до 5,5 мас. % на поверхности. На базе карбоксилированных углеродных нанотрубок по реакции с триэтаноламином получены трубки с поверхностью, модифицированной четвертичной аммониевой солью. С участием свободно-радикального инициатора в среде этилового спирта проведено модифицирование углеродных нанотрубок этилгидроксильными группами. Показано, что количество дефектов, на которых происходит образование химической связи в процессе функционализации, и их природа определяются первоначальными дефектами нанотрубок и не зависит от способов обработки наноуглеродного материала. Проведено исследование термоокислительной стабильности исходных и модифицированных углеродных нанотрубок на воздухе. Наиболее устойчивыми являются исходные нанотрубки, которые стабильны при нагревании на воздухе до 520 °С. Для модифицированных нанотрубок наблюдается снижение термоустойчивости в ряду: многостенные нанотубки с карбоксильными группами на поверхности, со спиртовыми гидроксильными, модифицированные четвертичной аммониевой солью, у которых окисление начинается при 400 °С. Прививка на поверхности многостенных углеродных нанотрубок спиртовых гидроксильных групп представляет значительный интерес для получения сорбционного материала с развитой поверхностью, способного за счет гидроксильных групп ковалентно связывать ионы металлов аналогично комплексообразователям типа этиленгликоля или пирокатехина. Модифицированные полярными группами углеродные наноматериалы проявляют хорошие сорбционные свойства по отношению к ионам тяжелых металлов. Степень извлечения ионов цинка и меди в случае карбоксилированных нанотрубок достигает 98 %.
Ключевые слова
Исследован процесс сорбции ионов кремния из раствора силиката натрия двумя сорбентами. Первый сорбент с удельной поверхностью 219 м2/г получен методом модификации оксигидроксида алюминия ионами марганца в растворе сульфата марганца с концентрацией ионов марганца 0,4 масс. %. Второй сорбент с удельной поверхностью 204 м2/г получен путем модификации оксигидроксида алюминия ионами меди (II) в растворе сульфата меди с концентрацией 0,4 масс. %. Процесс модифицирования проводили одновременно с реакций термогидролиза образования нановолокнистого оксигидроксида алюминия при температуре 60 °С. Определено, что увеличение концентрации ионов меди в растворе приводит к увеличению доли непрореагировавшего металлического алюминия и образованию восстановленной металлической меди. Установлено, что степень извлечения ионов кремния составила 50 % для первого сорбента и 44 % для второго при исходной концентрации ионов кремния в растворе 25 мг/л. Показано, что модификация оксигидроксида алюминия ионами марганца и ионами меди (II) увеличивает степень извлечения ионов кремния на 10 и 3 % соответственно по сравнению с немодифицированным сорбентом. Значение максимальной сорбционной емкости по отношению к ионам кремния для первого сорбента составило 44 мг/г, для второго - 39 мг/г. Исследования на подземной воде показали, что модифицированный ионами марганца сорбент является более эффективным, чем сорбент, модифицированный ионами меди (II), на стадии доочистки. Использование первого сорбента приводит к снижению концентрации ионов кремния с 16,2 до 7,9 мг/л, железа с 4,6 до 0,9 мг/л.
Ключевые слова
Синтез новых лекарственных веществ и биологически активных соединений, в частности гетероциклических, является неотъемлемой частью развития современной фармакологии. В этом состоит одна из причин устойчивого синтетического и биологического интереса к химии имидазолов и бензимидазолов. Нами алкилированием бензимидазол-2-тиола (1a) и 5-метилбензимидазол-2-тиола (1b) пропаргилбромидом в системе KOH-ДМФА впервые осуществлен синтез 2-пропаргилсульфанилбензимидазола (2a) (с выходом 85 %) и 5-метил-2-пропар-гилсульфанилбензимидазола (2b) (с выходом 56 %) соответственно. Структура синтезированных соединений 2a,b исследована методами спектроскопии ЯМР ¹Н и ¹³С, а также масс-спектрометрии (ГХ-МС). Найдено, что пропаргилсульфиды 2а,b при хроматографировании в условиях анализа методом ГХ-МС ввиду высокой температуры в инжекторе (> 200 оС) претерпевают ацетилен-алленовую перегруппировку и последующие химические превращения. В литературе имеются сведения о синтезе галоген- и селенопроизводных [1,3]тиазинобензимидазола на основе 2-про-паргилсульфанилбензимидазолов. Нами гетероциклизацией соединений 2a,b в условиях ацетилен-алленовой перегруппировки (при нагревании в системе КОН-ДМСО или MeONa-MeOH) получены трициклические конденсированные [1,3]тиазоло[3,2- a ]бензими-дазолиевые системы. По данным ЯМР 1Н установлено, что реакции пропаргилсульфидов 2а,b с двукратным избытком йода в хлороформе сопровождаются образованием иодида 3-иодметилено-2,3-дигидро-9 Н -[1,3]тиазоло[2,3- b ]бензимидазолия и полииодида 3-иодметилено-6-метил-2,3-дигидро-9 Н -[1,3]тиазоло[2,3- b ]бензимидазолия соответственно. При смене растворителя на более полярный и осуществлении иодирования соединения 2а в ледяной уксусной кислоте при том же соотношении исходных реагентов (1:2) наблюдается изомеризация продукта гетероциклизации с экзоциклической двойной связью в продукт гетероциклизации с эндоциклической двойной связью в тиазолиевом цикле. В результате выделен индивидуальный полииодид 3-иодметил-9 Н -[1,3]тиазоло[2,3- b ]бензимидазолия, структура которого доказана методом спектроскопии ЯМР¹
Ключевые слова
Производные 1,2,4-триазин-3-тиона являются интересными объектами для исследования в связи с широкой областью их применения: лекарственные препараты, оптические вещества, прекурсоры для синтеза новых пиридиновых систем по реакции Дильса-Альдера. В настоящей работе алкилированием 5-фенил-2,3-дигидро-1,2,4-триазин-3-тиона (1) 3-хлор-2-метил-пропеном, 2,3-дибромпропеном-1, 1-бром-3-метилбут-2-еном и 4-бромбут-1-еном нами получены неизвестные ранее 3-(2-метилпроп-1-енил)-, 3-(2-бромпроп-1-енил)-, 3-пренилсульфанил- и 3-бутенилсульфанил-5-фенил-1,2,4-триазины (2a-d). В спектре ЯМР 1Н соединения 2b наблюдается смещение сигнала протонов SCH2-группы и сигнала протонов винильной группы в слабое поле на 0,48 м.д. и 0,60 м.д по сравнению с аналогичными сигналами в спектре 3-аллилсульфанил-5-фенил-1,2,4-триазина. Это может быть связано с содержанием в аллильном фрагменте атома брома. Самый слабопольный сигнал в спектрах ЯМР 13С соединений 2а-d в области 171,86-173,68 м.д. относится к ароматическому углеродному атому триазинового цикла в третьем положении (С-3), связанному с атомом серы и двумя атомами азота. Электрофильной гетероциклизацией металлил-, бромаллил-, пренил- и бутенилсульфидов 2a-d осуществлен синтез новых конденсированных гетероциклических систем ионного типа с мостиковым атомом азота. При этом гетероциклизацией соединений 2a, 2b получены галогениды [1,3]тиазоло[3,2- b ][1,2,4] триазиния, гетероциклизацией соединений 2с, 2d - галогениды [1,3]тиазино[3,2- b ][1,2,4]триазиния. В спектрах ЯМР 1Н галогенидов триазиния наблюдается характерное смещение сигнала ароматического протона Н-6 в область слабого поля по сравнению с аналогичным сигналом в спектре исходных сульфидов 2а-d. В спектрах ЯМР 13С галогенидов триазиния наблюдается смещение сигнала ароматического атома углерода, связанного с атомом серы и двумя атомами азота (в область 162,56-172,42 м.д.), что можно объяснить появлением в их структуре положительно заряженного атома азота.
Ключевые слова
Обсуждаются вопросы, связанные с управлением скоростями химических реакций в органических полимерах и в живых системах. Общей как для растений, так и животных, но практически неизвестной кинетической закономерностью является наличие зависимостей их скоростей от характера молекулярных движений реагентов в реакционных средах. Реакции в них могут проходить либо в кинетическом режиме, либо в режиме с ограниченной подвижностью реагентов, переходы между которыми обусловлены изменением вязкости. Возможность управления химическими реакциями за счет этих переходов обусловлена тем, что скорости их в этих двух режимах могут отличаться на многие порядки: 101,5-108 раз и более. Наиболее типичен такой механизм управления скоростями химических реакций в случае полимерной химии - фронтальная фотополимеризации с предельно малой шириной фронта реакции (ФФП) в высоковязких средах. ФФП приводит к образованию бездефектного прозрачного изделия, когда обеспечивается выход квази-частиц свободного объема из тонкого слоя полимеризующейся композиции. Наиболее типичен такой механизм управления скоростями химических реакций в живых системах - синтез инсулина в островковой части поджелудочной железы. Превышение концентрации глюкозы в крови приводит к разжижению железы и ходу реакций в ней в кинетическом режиме с довольно большой скоростью. Падение же ее концентрации в крови приводит к отверждению железы и ходу реакции в режиме с ограниченной подвижностью реагентов с ничтожно малой скоростью. Вязкость в матриксе мембран может быть изменена в результате либо соотношения в ней липидов с предельными и ненасыщенными жирными кислотами (ЖК), либо температуры. Последнее исключено в случае теплокровных животных, но не исключено в системах, находящихся в тепловом равновесии с окружающей средой. В высших растениях все реакции проходят в кинетическом режиме и могут переходить в режим с ограниченной подвижностью реагентов только при понижении температуры во внешней среде. Этот переход приводит к остановке всех реакций в них, но есть исключение. Охлаждение до 5-6 °С приводит к понижению скоростей всех процессов в клетке, в том числе и активного транспорта ионов, но к «оживлению» десатураз в мембранах, вызывающих катализ реакции превращения липидов с предельными ЖК в ненасыщенные ЖК до тех пор, пока не произойдет возврат к кинетическому ходу этой реакции из-за увеличения в мембране липидов с ненасыщенными ЖК. Парадокс в том, что инициирование этой реакции обусловлено не разжижением матрикса мембран, а, наоборот, ее отверждением в случае понижения температуры до 5-6 °С. Теоретически показана возможность этого, если превращение липидов с предельными ЖК в ненасыщенные проходит в режиме с ограниченной подвижностью реагентов. «Оживлению» десатураз в мембранах подобен процесс сокращения мышц в саркоплазме: образование актин-миозинового комплекса вследствие увеличения вязкости в ней и перехода этого процесса в режим с ограниченной подвижностью реагентов. Отличие заключается лишь в том, что вязкость в матриксе мембран возрастает в результате уменьшения температуры во внешней среде, а в саркоплазме - в результате потока ионов кальция в нее из внешней среды. Ионы кальция приводят к образованию в ней трехмерной сетки, а следовательно, и к увеличению вязкости в саркоплазме. Сокращение мышц в саркоплазме в результате такого перехода может происходить самопроизвольно - без введения в нее какой-либо химической энергии от внешних источников. За исключением реакций, связанных с «оживлением» десатураз в мембранах и синтезом инсулина в островковой части поджелудочной железы, в регулировании их участвует нервная система. Исполнение предназначенных тканям функций осуществляется после прихода к ним нервных импульсов, допускающих в течение ограниченного времени обмен некоторыми водорастворимыми соединениями и ионами между клетками и внешней средой из-за разрушения «порядка» в ориентировании липидов в мембране.
Ключевые слова
В данной работе изучался золь-гель синтезе М-феррита состава SrxBa(1-x)Fe12O19 (х = 0; 0,3; 0,5; 0,7; 1). Методика синтеза строится на получении геля из лимонной кислоты и нитратов бария, стронция и железа, его прокаливании при 500 °С, механохимической активации и затем прокаливании при 700 °С. Целевой продукт представляет собой порошок тёмно-коричневого цвета, который исследовался с помощью методов рентгенофазового анализа (РФА) и сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии и дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Однофазное состояние полученных образцов подтверждается методом порошковой рентгенографии. При сравнении рентгенограмм синтезированных гексаферритов с рентгенограммами образцовых соединений из базы ICDD наблюдается совпадение всех дифракционных максимумов. Рассчитанные из рентгенограмм параметры элементарной ячейки образцов линейно зависят от степени замещения бария в гексаферрите в соответствии с выполнением правила Вегарда для твердых растворов, что подтверждает успешное замещение ионов бария на ионы стронция в структуре гексаферрита бария. Морфологические параметры частиц полученных твердых растворов исследовались с помощью СЭМ. Анализ полученных электронно-микроскопических изображений указывает на образование частиц со средним размером 50 нм для всех полученных твердых растворов. Средний размер ОКР, вычисленный по формуле Шеррера, составил 25 нм. Свойственная частицам гексаферритов огранка в виде правильного шестиугольника на снимках СЭМ не наблюдается из-за небольшого размера частиц. Картирование полученных снимков указывает на высокую степень гомогенизации при выбранной схеме синтеза. При помощи ДСК получены значения температуры Кюри для всех степеней замещения. Установлено, что температура Кюри планомерно увеличивается с ростом степени замещения.
Ключевые слова
В работе изучены композитные материалы на основе оксидов Fe3O4/SiO2/TiO2 , синтезированные золь-гель методом. На первой стадии наночастицы магнетита осаждали гидроксидом натрия из смеси водных растворов сульфатов железа(II) и (III) при непрерывном воздействии ультразвука, после чего отмывали дистиллированной водой и сушили под вакуумом. На второй стадии полученные частицы магнетита покрывали оксидом кремния по методу Штобера путём диспергирования их при воздействии ультразвука в растворе тетраэтоксисилана в н-пропаноле с последующим гидролизом тетраэтоксисилана в присутствии водного раствора аммиака, отмывкой и сушкой под вакуумом полученных материалов. На третьей стадии в композит вводили фотокаталитически активные частицы на основе оксида титана методом замены растворителя путём диспергирования образцов в водном растворе пероксотитановой кислоты и добавления н-пропанола при интенсивном перемешивании с последующей активацией кипячением в смеси вода/этанол 1:1, отмывкой и сушкой под вакуумом. Изучено влияние на свойства образцов цитратной стабилизации и разделения частиц магнетита на стадии их синтеза на «лёгкую» и «тяжёлую» магнитные фракции, а также прокаливания образцов при температуре 450 °С. Исследованы фотокаталитические свойства синтезированных образцов в процессе фотодеструкции метилового оранжевого, а также их магнитная извлекаемость из суспензии. Выполнена физико-химическая характеризация образцов на сканирующем электронном микроскопе высокого разрешения методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, порошковой рентгеновской дифракции, термического анализа (ТГ-ДСК), совмещённого с масс-спектрометрией газообразных продуктов термолиза. Обнаружено, что композиты на основе смешанного оксида титана-кремния имеют более высокую фотокаталитическую активность, чем получаемые по аналогичной методике композиты на основе чистого диоксида титана. Полученные фотокатализаторы можно использовать для очистки воды от красителей с последующим извлечением при помощи магнита.
Ключевые слова
В условиях урбанизации отмечается усиление техногенного воздействия на водные объекты, которое наиболее отчетливо проявляется на водоемах, которые располагаются на территории жилой застройки. Ценность водоемов в городах заключается в возможности использования их в качестве объектов рекреации. В такие водные объекты загрязняющие вещества поступают с организованными сточными водами промышленных предприятий и поверхностных ливневых вод. Однако на значительной части городских территорий система поверхностного стока не организована. В этом случае дождевой и талый сток неорганизованно (диффузно) попадает в водные объекты. Загрязняющие вещества ухудшают качество природных вод, нарушают функционирование водных экосистем и снижают способность к самоочищению. В результате наблюдается интенсификация процессов эвтрофикации водоемов, заболачивание и нарушение местных биоценозов. Загрязняющие вещества, поступающие в поверхностные водные объекты, накапливаются в донных отложениях и создают вторичное загрязнение рек. Донные отложения водоемов являются накопителями тяжелых металлов. Благодаря сорбционным процессам происходит очищение воды от тяжелых металлов, но при определенных процессах наблюдается десорбция металлов и их переход в растворенном состоянии в толщу воды и происходит вторичное загрязнение. В работе исследовано влияние состояния территории водосбора на качество воды в водоеме, содержание загрязняющих веществ в воде и донных отложениях. Показано, что качество воды и донных отложений по содержанию химических элементов определяется типом антропогенной нагрузки. Для участков реки, не подверженных техногенной нагрузке, основное влияние оказывает состояние атмосферы и водосборной площади, с которой осуществляется диффузное поступление дождевых и талых вод. Состав тяжелых металлов воды и донных отложений характеризует преимущественно природный геохимический фон. Сброс производственных сточных вод приводит к увеличению в составе воды и донных отложений элементов антропогенного происхождения.