Том 70, № 9 (2025)

Нанотрубчатые фотоаноды из диоксида титана получены анодированием титановой фольги при напряжении 60 В в электролите на основе этиленгликоля по двухступенчатой схеме с промежуточным удалением аморфного покрытия и последующим отжигом при температуре 450°С. Нанотрубки состоят из диоксида титана в форме анатаза и имеют длину 20–22 мкм, усредненный диаметр 90–100 нм и толщину стенки 20 нм. Изучена активность такого фотоанода в реакции фотоэлектрохимического окисления ибупрофена (ИБП) в молекулярной и ионной форме в виде калиевой соли 2-(4-изобутилфенил) пропионовой кислоты (2-(4-ИБФПК). Независимо от формы ИБП, его фотоэлектрокаталитическое окисление на нанотрубках из диоксида титана происходит с промежуточным образованием оксигенированных форм ИБП. Результаты спектроскопии фототока с модуляцией интенсивности показывают, что добавка ИБП в физиологический раствор способствует подавлению рекомбинации электронно-дырочных пар из-за повышенной скорости переноса заряда на ИБП. Показана стабильная работа ТНТ/Ti-фотоанода в процессе длительного фотоэлектроокисления ИБП.

Впервые синтезированы и исследованы силикофосфаты A₂Zr₂SiO₄(PO₄)₂ (A = K, Rb, Cs) со структурой минерала лангбейнита. Образцы охарактеризованы методами рентгенофазового анализа, ИК-спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионного рентгеновского микроанализа. Однофазные силикофосфаты получены при 800°C. Уточнение кристаллической структуры Rb₂Zr₂SiO₄(PO₄)₂ методом Ритвельда показало, что основу структуры составляет трехмерный каркас, образованный октаэдрами ZrO6 и тетраэдрами (Si/P)O₄, внекаркасные катионы щелочного металла занимают в нем изолированные полости. Для соединений определены валентные и деформационные колебания SiO₄- и PO₄-тетраэдров. Выявлены корреляции между ИК-спектрами и природой катиона A⁺. Термическая стабильность силикофосфатов до 1200°C подтверждена методами терморентгенографии и совмещенного ТГ-ДСК анализа. Коэффициент линейного теплового расширения Cs₂Zr₂SiO₄(PO₄)₂ равен 5.8 × 10^-6 °C^-1. Полученные результаты свидетельствуют о высокой адаптации изученных силикофосфатных материалов к экстремальным температурным условиям.

Изучен процесс синтеза наноразмерного диоксида олова, полученного комбинацией метода прямого химического осаждения и гидротермальной обработки с применением ацетата олова(II) в качестве предшественника. Проведен сравнительный анализ химического состава, микроструктуры и кристаллической структуры образцов, полученных в разных условиях. Термическое поведение полученных порошков исследовано с помощью синхронного термического анализа (ТГА/ДСК) в диапазоне температур 25–1000°С, набор функциональных групп в составе порошков изучен методом ИК-спектроскопии. Для определения кристаллической структуры порошков и размера области когерентного рассеяния использован рентгенофазовый анализ. С применением растровой и просвечивающей электронной микроскопии показано влияние гидротермальной обработки на размер первичных частиц и формирующихся на их основе агломератов. Выявлено, что в процессе гидротермальной обработки происходит укрупнение первичных частиц с 2.2 ± 0.4 до 2.6 ± 0.6 нм, при этом микроструктура образцов становится более однородной и размер агломератов снижается с 42 ± 12 до 40 ± 8 нм. С помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ) изучена морфология пленок, сформированных с применением полученных нанопорошков. В рамках АСМ использована Кельвин-зондовая силовая микроскопия для построения карт распределения поверхностного потенциала, а также для оценки работы выхода электрона с поверхности материалов.

Два новых бис-циклометаллированных комплекса иридия(III) с 1,2-дифенилбензимидазолом и вспомогательными 1-метил-2-(пиридин-2-ил)-1H-перимидином (L₁, комплекс 1) и этил-2-(2-(пиридин-2-ил)-1H-перимидин-1-ил)ацетатом (L₂, комплекс 2) синтезированы и охарактеризованы методами физико-химического анализа. Из сопоставления результатов анализа кристаллических упаковок и данных электронной спектроскопии поглощения следует, что, хотя выведение жесткой перимидиновой системы из сопряжения не позволяет сдвинуть максимумы экстинкции в длинноволновую область, оба соединения демонстрируют светопоглощение в диапазоне от 300 до 600 нм (ε = 27 000−800 М^-1·см^-1), сопоставимое с иридиевыми аналогами. Результаты исследования позволили выявить влияние стерических факторов на абсорбционные свойства комплексов и будут использованы для дальнейшей разработки интенсивно светопоглощающих материалов.

Критическое рассмотрение работ по попыткам синтеза молекул FeF₄ и масс-спектрометрическим исследованиям предполагаемых равновесий реакций с их участием не дает однозначного ответа о существовании этого соединения. Однако в совокупности с результатами работ по ИК-спектроскопии в матрицах из инертных газов и квантово-механических расчетов можно рекомендовать надежные величины энергии разрыва связи D ₀(FeF₃–F) = 194.6 ± 8.0 и энтальпии образования газообразного фторида железа(IV) Δ_f H°(FeF₄, 0) = −847.2 ± 7.5 кДж/моль. Проведено сравнение с термодинамическими характеристиками схожих тетрафторидов.

Теплоемкость сложных оксидов со структурой β-пирохлора CsTeMoO₆ и CsV_0.625Te_1.375O₆ впервые исследована методами прецизионной адиабатической вакуумной и дифференциальной сканирующей калориметрии в интервале температур 5–500 К. По полученным экспериментальным данным рассчитаны стандартные термодинамические функции: теплоемкость C_p ^о , энтальпия [H°(T)−H°(0)], абсолютная энтропия S°(T) и энергия Гиббса [G°(T)−H°(0)] от T → 0 до 500 К. Проведена мультифрактальная обработка низкотемпературной (T < 50 К) теплоемкости изученных соединений и установлена цепочечно-слоистая топология их структуры.

Исследовано влияние доли и типа функциональных групп на селективные свойства модифицированных поли-3-аминопропилсилесквиоксанов при извлечении серебра(I) из многокомпонентных водных растворов. Сорбенты получены путем модифицирования поли-3-аминопропилсилесквиоксана серосодержащими реагентами при различных температурных режимах, что позволило варьировать соотношение монозамещенных и дизамещенных тиомочевинных групп, а также аминогрупп. Структура сорбента определена методами ИК-спектроскопии и элементного анализа. Установлено, что увеличение доли монозамещенных тиомочевинных групп (от 40 до 75%) в структуре сорбента приводит к повышению степени извлечения и селективности по отношению к серебру(I) в диапазоне рН 1–4. Введение дополнительной стадии нагревания способствует формированию большего количества монозамещенных групп. Сорбция сопутствующих ионов металлов (медь(II), кальций(II), магний(II)) минимальна в широком диапазоне рН. Полученные результаты позволяют целенаправленно регулировать сорбционные и селективные свойства материалов за счет варьирования соотношения функциональных групп на поверхности сорбента.

Тонкие пленки Ti–Sc–O синтезированы при 300°C методом атомно-слоевого осаждения (АСО) посредством чередования циклов с реагентами TiCl₄, Sc(MeСp)₃ и H₂O. Путем варьирования соотношения циклов получены материалы с отношением [Sc]/([Ti] + [Sc]) = 13, 25, 44, 64, 82%. Пленки охарактеризованы методами эллипсометрии, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии и рентгеновской дифракции. Рост пленок реализуется в пределах “температурного окна” АСО и является поверхностно-ингибированным. Подтверждено преобладание состояний Ti⁴⁺ и Sc³⁺ в составе оксидных материалов. Низкие концентрации Sc (до [Sc]/([Ti] + [Sc]) = 25%) подавляют формирование фазы анатаза, наблюдаемой для индивидуального TiO₂. В диапазоне [Sc]/([Ti] + [Sc]) = 44–100% образуются материалы с кубической решеткой: с увеличением содержания скандия происходит переход от разупорядоченного флюорита Sc₄Ti₃O₁₂ к твердому раствору на основе кубического Sc₂O₃. Показатель преломления n(E), коэффициент поглощения k(E) и ширина запрещенной зоны E _g пленок Ti–Sc–O хорошо описываются в рамках модели с резким краем поглощения и варьируют между характеристиками TiO₂ и Sc₂O₃ в зависимости от состава, что актуально для прикладных задач оптики, фотоники, солнечной энергетики и фотокатализа.

Методом математического планирования и обработки результатов эксперимента (ДФЭ 2^7-4) исследовано влияние реакционных параметров на стабилизацию гидрозолей феррита никеля(II) в присутствии полиэтиленимина (ПЭИ). В оптимальных условиях получен гидрозоль феррита никеля(II), седиментационная стабильность которого сохраняется в течение 2 мес. На его основе путем адсорбции на поверхности магнитных частиц зародышей золота и последующего четырехстадийного восстановления Au(III) гидроксиламином в присутствии ПЭИ получен гибридный материал NiFe₂O₄/Au. По данным просвечивающей электронной микроскопии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, он представляет собой однородные сферические наночастицы Au⁰ размером 4 ± 0.5 нм, равномерно распределенные на поверхности наночастиц феррита с диаметром 9.7 ± 0.2 нм. Частицы золота хорошо закреплены на поверхности и не отделяются в ходе постсинтетической и ультразвуковой обработки, а их содержание можно регулировать количеством стадий восстановления золота.