Конденсированные среды и межфазные границы
Научный журнал «Конденсированные среды и межфазные границы» выпускается 4 раза в год и является ведущим научным изданием в России по актуальным проблемам конденсированного состояния и физико-химическим процессам на границах раздела фаз и в их объеме.
Формирование оксидных плёнок на силицидо-германидах марганца различного состава при анодной поляризации в водном растворе сульфата натрия
Цель статьи: Силицидо-германиды марганца, общего формульного состава Mn5(Si,Ge)3, отличающиеся количественным соотношением кремния и германия и имеющие формулы Mn5Si2.40Ge0.60, Mn5Si0.60Ge2.40 и Mn5Si0.15Ge2.85, подвергались анодной поляризации в водном растворе сульфата натрия. Основной целью исследования было определение продуктов их анодного превращения в неокислительной нейтральной среде и выявление закономерностей формирования на их поверхности оксидных плёнок. Экспериментальная часть: Метод циклической вольтамперометрии показал, что процесс анодного окисления не является обратимым. Поляризационные измерения сопровождались последующим контролем изменения состояния поверхности методом электронной микроскопии. Cоотношение элементов на поверхности до поляризации образца и в продуктах коррозии определялось методом микрорентгеноспектрального анализа. Выводы: Было установлено, что в процессе анодного превращения для всех материалов доля марганца в образцах уменьшается, доля германия увеличивается, а доля кремния изменяется незначительно. Сделан вывод, что растворение компонентов материала происходит селективно: марганец преимущественно ионизируется из твёрдой фазы германида марганца в раствор, и его содержание на поверхности снижается до незначительных количеств. Кремний же и германий образуют довольно рыхлые оксидные слои, не обладающие хорошей адгезией к твёрдой, обеднённой марганцем поверхности, и не имеющие серьёзного защитного эффекта. Основными продуктами анодного окис- ления, остающимися на поверхности, являются оксид германия (II) и частично гидратированный оксид германия (IV) GeO2 хH2O. Оксид кремния также присутствует в продуктах анодного окисления, но в гораздо меньшем количестве, и его недостаточно для защитного эффекта материал
Copyright (c) 2025 Конденсированные среды и межфазные границы
Азеотропизм клатратных гидратов. Краткий обзор
Цель статьи: Целью настоящей работы стал обзор особенностей проявления азеотропизма гидратообразующих смесей. Дано физическое рассмотрение причин азеотропизма клатратных гидратов, связь с природой молекул и межмолекулярными взаимодействиями. Рассмотрено влияние стабильности гидратообразующей системы на азеотропизм. Сопоставлено влияние отдельных компонентов, их размеров и природы на азеотропизм. Экспериментальная часть: Рассмотрены экспериментальные методы определения азеотропизма у клатратных гидратов. Проанализированы методы расчета азеотропизма клатратных гидратов. Проведено сравнение теоретических результатов возможности азеотропизма и экспериментальных данных по известным гидратным азеотропам. Представлен краткий обзор открытых на сегодняшний гидратообразующих смесей, проявляющих азеотропизм. Выводы: В заключении рассмотрены возможные пути применения данного свойства и показан его значительныйпотенциал.
Фазовые равновесия в системе GeTe-Sb2Te3-Te
Цель статьи: Теллуриды германия-сурьмы представляют значительный практический интерес как термоэлектрики с низкой теплопроводностью, топологические изоляторы и материалы с фазовой памятью. В данной работе представлены результаты исследования фазовых равновесий в области составов GeTe-Sb2Te3-Те системы Ge-Sb-Te методами дифференциально-термического анализа, рентгенофазового анализа и сканирующей электронной микроскопии. Экспериментальная часть: Исследованные образцы были синтезированы по специальной методике, позволяющей получить их в состоянии, максимально близком к равновесному. Выводы: Построены диаграмма твердофазных равновесий при 300 К, проекция поверхности ликвидуса и некоторые политермические сечения фазовой диаграммы. Очерчены поля первичной кристаллизации фаз, определены нони моновариантные равновесия. Согласно полученной картине фазовых равновесий, кривые моновариантных равновесий, берущие начало из перитектических и эвтектической точек граничной системы GeTe-Sb2Te3, претерпевают трансформации в определенных переходных точках. В области составов, богатых теллуром, протекает ряд нонвариантных переходных реакций, соответствующих совместной кристаллизации двухфазных смесей теллуридных фаз и элементарного теллура.
Моделирование нестационарного электрохимического процесса на шероховатых электродах в условиях смешанного транспортно-кинетического контроля
Цель статьи: В данной работе устанавливается влияние шероховатости поверхности электрода на скорость неста ционарного электрохимического процесса в условиях смешанного транспортно-кинетического контроля. Построена математическая модель электрохимического процесса, протекающего на электроде с шероховатой поверхностью и характеризующегося различным соотношением константы скорости стадии переноса заряда и коэффициента нестационарной объемной диффузии. Экспериментальная часть: С применением численного метода конечно-элементного моделирования получены хроноамперограммы нестационарного электрохимического процесса в условиях смешанного транспортно-кинетического контроля на электродах с различными профилями поверхностей, заданных гармоническими и фрактальными функциями. Рассчитаны транзиенты функции шероховатости и определены границы переходной области, в пределах которой она изменяется от значения, равного фактору шероховатости поверхности, до единицы. Найдено, что форма хроноамперограммы сложным образом зависит как от геометрических характеристик шероховатой поверхности, так и от соотношения диффузионно-кинетических параметров процесса. При относительно малых временах скорость брутто-процесса равна скорости переноса заряда при данном потенциале и пропорциональна фактору шероховатости. При относительно больших временах хроноамперограмма переходит в кривую спада тока диффузионно-контролируемого процесса, при этом влияние шероховатости является уже нелинейным и проявляется только при относительно малых временах процесса: в этих условиях толщина диффузионного слоя намного меньше размера неровностей, и скорость процесса на шероховатом электроде пропорциональна истинной площади поверхности и фактору шероховатости. Выводы: Положение переходной области зависит от значения константы скорости стадии переноса заряда: в случае замедленной кинетической стадии переход проявляется при все больших временах и постепенно уширяется, при этом зависит от формы неровности.
Поздравления профессору А. Г. Сыркову
Изучение влияния микроструктуры Pt/С материалов на электрохимические характеристики полученных на их основе PtCo/С электрокатализаторов
Цель статьи: В работе проведено исследование влияния равномерности пространственного распределения наночастиц Pt по поверхности носителя в Pt/C материалах на микроструктуру и электрохимическое поведение получаемых на их основе PtCo/C катализаторов. Экспериментальная часть: Для синтеза PtCo/C катализаторов используется метод пропитки Pt/C с последующей термической обработкой в атмосфере Ar/H2. Выводы: Применение Pt/C материала с массовой долей платины около 20 % и равномерным распределением наночастиц Pt по поверхности углеродного носителя позволяет получить PtCo/C катализатор, активность которого в реакции восстановления кислорода при 0.90 В составляет 1215 А/г (Pt), что превышает аналогичный показатель для коммерческого Pt/C катализатора в 4.8 раза. При этом использование Pt/C материала с неравномерным распределением наночастиц приводит к получению PtCo/C катализатора с крупным размером частиц и низкой величиной активной площади поверхности, что значительно ухудшает его активность в реакции восстановления кислорода.
Биотемплатный синтез In2O3-Pd для низкотемпературного сенсора водорода
Цель статьи: Решение актуальной задачи создания компактных газоанализаторов, способных к длительной автономной работе в труднодоступных местах, связано с разработкой сенсоров, имеющих сниженное энергопотребление. Целью данной работы явилось создание низкотемпературного сенсора водорода, поскольку именно нагрев сенсора вносит определяющий вклад в энергопотребление всего прибора. Экспериментальная часть: Для решения поставленной задачи была разработана новая методика синтеза наноматериала на основе In2O3 с добавкой 3 % палладия, существенно отличающаяся от распространенных методов – золь-гель синтеза и гидротермального синтеза. Это было связано с тем, что при низких температурах сенсора важнейшее значение приобретает минимизация влияние влажности. Проведение синтеза в водной среде приводит к появлению на поверхности большого количества гидроксильных групп, притягивающих воду. В нашей работе наноматериал был изготовлен прокаливанием целлюлозного волокна, предварительно пропитанного раствором нитрата индия (+3) и нитрата тетраамминпалладия (+2). По данным рентгеновского фазового анализа, порошок, прокален- ный при температуре 500 ºС, состоит преимущественно из триклинной фазы оксида индия (+3). По данным сканирующей электронной микроскопии, образцы во многом сохранили воспроизводимую характерную макроструктуру целлюлозного темплата. Электрофизические характеристики наноматериала, полученные при комнатной температуре, показали возможность определения водорода в воздухе. Предел обнаружения – менее 10 ppm. Выводы: Чувствительность полученного нами сенсора водорода при комнатной температуре больше чувствительности сенсоров, описанными в других публикациях. Влияние влажности на показания сенсора сведено к минимуму.
Фазовый состав и текстура тонких пленок оксида палладия (II), синтезированных на SiO2/Si
Объект исследования – наноструктуры на основе оксида палладия (II). Цель работы – установление влияния условий синтеза на фазовый состав и текстуру тонких пленок оксида палладия (II), синтезированных посредством оксидирования в атмосфере кислорода исходных ультрадисперсных слоев металлического палладия различной толщины на подложках SiO2/Si(100). Выводы: Установлено, что оксидирование исходных ультрадисперсных слоев металлического палладия толщиной ~ 95, ~ 190 и ~ 290 нм в атмосфере кислорода в интервале температур Tox = 873–1123 К приводит к формированию гомогенных поликристаллических пленок оксида палладия (II) на подложках SiO2/Si (100). Показано, что поверхностные слои пленок PdO/SiO2/Si (100) имеют выраженную текстуру (001), степень которой возрастает с ростом температуры оксидирования
Состав – структура – электрофизические свойства природных цеолитов клиноптилолитов, подвергнутых механической активации с гидросульфатом калия
Цель статьи: Механохимическая модификация цеолитов с добавками кислых солей приводит к увеличению дефектности их структуры, изменению дисперсности порошка и проводимости таблетированных образцов. Цель работы заключалась в получении минеральных образцов с улучшенной проводимостью механохимическим методом из воздушно-сухих смесей клиноптилолит-стильбитовых и клиноптилолитовых пород и гидросульфата калия в разных соотношениях. Экспериментальная часть: Форма и размеры частиц, химический, фазовый состав порошков, их физические свойства исследованы методами электронной микроскопии, энергодисперсионной рентгеновской спектрометрии, рентгенофазового анализа, дифференциальной сканирующей калориметрии, инфракрасной спектроскопии, ситового анализа, гравиметрии, воздухопроницаемости. Электропроводность таблетированных образцов измеряли по трёхэлектродной схеме в диапазоне температур от 25 до 100 °C. Выводы: Найдено, что механическое воздействие на смеси цеолитов с кислой солью приводят к аморфизации стильбита и полевого шпата, полиморфным превращениям кварца в кристобалит и тридимит, повышению дефектности структуры. Найдено, что компоненты взаимодействуют посредством силанольных групп клиноптилолита и гидросульфатных групп через водородные связи с участием молекул воды. Также установлено, что электрическая проводимость минерального таблетированного образца на основе клиноптилолитовой породы и гидросульфата калия в экви- массовом соотношении, подвергнутого ударно-сдвиговому воздействию с дозой механической энергии в 2.16 кДж/г, составляет 4.26·10–4 См·м–1 при 100 °C. Значения электропроводности такого же порядка получены ранее при механохимической активации природных цеолитов с гидрофосфатами калия. Следовательно, гидросульфатный анион не вносит по сравнению с гидрофосфатным анионом значительного вклада в проводимость цеолитных образцов.
Синтез и антикоррозионные свойства 2-алкил-5-метил-4,5,6,7- тетрагидро-[1,2,4]триазоло[1,5-a]пиримидин-7-олов
Цель статьи: разработка метода синтеза серии 2-алкил-5-метил-4,5,6,7-тетрагидро-[1,2,4]триазоло[1,5-a]пиримидин-7-олов, исследование ингибирующих свойств и закономерностей взаимодействия данных соединений со стальной поверхностью для создания нового поколения эффективных и экологически безопасных ингибиторов кислотной коррозии. Экспериментальная часть: В статье представлены результаты синтеза и исследования антикоррозионных свойств новых производных 2-алкил-5-метил-4,5,6,7-тетрагидро-[1,2,4]триазоло[1,5-a]пиримидин-7-олов, полученных на основе индивидуальных жирных кислот и растительных масел. Реакция аминотриазолов с кротоновым альдегидом в среде амфотерного ПАВ позволила разработать метод получения целевых соединений с высоким выходом и чистотой. Антикоррозионные свойства синтезированных триазолопиримидинолов исследованы в отношении стали Ст3 в 24%-ной HCl с использованием прямых (ГОСТ 9.905-82, 9.907-83) и электрохимических (потенциодинамическая поляризация, метод поляризационного сопротивления по Мансфельду) методов. Электрохимические испытания методом потенциодинамической поляризации и прямые коррозионные тесты в 24%-ной HCl показали, что все исследованные соединения проявляют выраженное ингибирующее действие на сталь Ст3. Выводы: Установлено, что все исследованные соединения являются ингибиторами смешанного типа. Наиболее эффективными оказались производные, полученные на основе кокосового масла, обеспечивающие степень защиты до 98.5 % при концентрациях 1–2 г/л. Сопоставление данных гравиметрии и поляризационных измерений позволило установить, что высокие мгновенные значения степени защиты по данным электрохимических методов соответствуют интенсивной физической адсорбции молекул сразу после внесения ингибитора. При длительной же экспозиции в рамках прямых гравиметрических испытаний наблюдалось снижение степени защиты для соединений с длиной алкильного заместителя С13 и более, что объясняется неполной устойчивостью сформированных плёнок при длительном воздействии кислоты и их частичной десорбцией, что вызывает локализованную коррозию на отдельных участках поверхности и приводит к снижению защитных показателей. Полученные результаты подтверждают перспективность синтеза 4,5,6,7-тетрагидро-[1,2,4]триазоло[1,5-a]пиримидин-7-олов на основе растительного сырья для разработки биоразлагаемых и ингибиторов кислотной коррозии на их основе.
Гидратационные свойства гетерогенных ионообменных мембран после их длительного использования в электродиализной переработке сточных вод производства минеральных удобрений
Цель статьи: В данной работе изучается эволюция гидратационных характеристик гетерогенных катионо- и анионообменных мембран в ходе электродиализной обработки многокомпонентных растворов солей. Экспериментальная часть: Объектами исследования являются гетерогенные мембраны RalexCMH-Pes (сульфокатионообменные) и RalexAMH-Pes (анионообменные с четвертичными аммониевыми группами), которые в течение разного периода времени эксплуатировались в промышленном электродиализаторе при концентрировании/обессоливании жидких отходов производства комплексных минеральных удобрений. Гидратационные характеристики мембран определены с применением метода синхронного термического анализа. Морфология поверхности изучаемых мембран изучена методом растровой электронной микроскопии. Рентгенофазовый анализ зольного остатка после отжига мембран осуществляли с помощью дифрактометрического метода. Выводы: Влагосодержание и удельная теплота дегидратации изученных мембран увеличиваются в ходе длительной электродиализной переработки жидких отходов производства комплексных минеральных удобрений. Для катионообменных и анионообменных мембран влагосодержание возрастает соответственно на 74 и 68 %. Преобладающим типом кинетически неравноценной воды в мембранах является слабо- и среднесвязанная вода. Молекулы сильносвязанной воды, участвующие в ион-дипольных взаимодействиях с активными функциональными группами, представлены в мембранах в наименьшей степени, причем при эксплуатации в электродиализаторе их доля увеличивается в случае катионообменных мембран в 1.35 раза и снижается в анионообменных мембранах в 1.3 раза. Рост влагосодержания и перераспределение долей воды разной степени связанности можно объяснить деградацией мембран, вызванной их морфологическими изменениями (увеличение количества дефектов и размера макропор, заполняемых раствором или водой), а также растяжением матрицы мембран из-за наличия в перерабатываемых жидких отходах больших и сильно гидратированных ионов. Кроме того, в нанопорах анионообменных мембран имеет место накопление гидрофильных неорганических осадков.
Экспериментальное исследование фазовых равновесий в тройной системе Cu2SnSe3-Cu3SbSe4-Se
Цель статьи: Сложные халькогениды на основе меди являются ценными материалами при создании экологически безопасных термоэлектрических материалов. Создание новых родственных материалов и улучшение практических свойств существующих соединений во многом зависит от физико-химического взаимодействия в соответствующих системах. Экспериментальная часть: Фазовые равновесия в Cu2SnSe3-Cu3SbSe4-Se были экспериментально исследованы с использованием методов дифференциального термического анализа и порошковой рентгеновской дифракции. В настоящей работе представлены T-x-диаграмма граничной исследуемой системы Cu2SnSe3-Cu3SbSe4, а также изотермическое сечение при 300 К и проекция поверхности ликвидуса. Построены три политермических сечения фазовой диаграммы. Также определены поля первичной кристаллизации фаз и типы и координаты нон- и моно-вариантных равновесий. Выводы: Установлено, что система Cu2SnSe3-Cu3SbSe4 является квазибинарной и относится к эвтектическому типу. Эвтектическое равновесие устанавливается при 68 мол. % Cu3SbSe4 и 727 К. Поверхность ликвидуса исследуемой системы состоит из двух широких областей первичной кристаллизации фаз Cu2SnSe3 и Cu3SbSe4 и одного вырожденного участка вблизи Se.
Редокс-сорбция кислорода Рd- и Сu-содержащими нанокомпозитами в сверхпредельном токовом режиме электрохимической поляризации
Цель статьи: Синтезированы палладий- и медьсодержащие нанокомпозиты с различной емкостью по металлическому компоненту, химически осажденному в макропористую сульфокатионообменную матрицу. Экспериментальная часть: Выявлено, что в сверхпредельном режиме электрохимической поляризации восстановление растворенного в воде кислорода на палладийсодержащем нанокомпозите протекает по каталитическому механизму. При этом, помимо целевого процесса катодного восстановления О2, происходит образование адсорбированного водорода, вступающего в каталитическую реакцию с кислородом, что способствует дополнительному снижению концентрации О2. Найдено, что в сверхпредельном режиме поляризации Рd-содержащего нанокомпозита концентрация кислорода снижается значительнее по сравнению с предельным режимом. Выводы: Удельное количество поглощенного кислорода возрастает с понижением содержания осажденного металла, что связано с высокой способностью к адсорбции атомарного водорода слабоассоциированными наночастицами палладия. При использовании меди вместо палладия эффективность деоксигенации воды снижается.
нанокомпозитные металл-ионообменные материалы
Изучение влияния природы и концентрации солюбилизатора на процесс образования твердых дисперсий хлорнитрофенола
Цель статьи: Целью работы явилось изучение влияния ПАВ на высвобождение и растворимость хлорнитрофенола из твердых дисперсий в воде. Объект исследования – твердая дисперсия хлорнитрофенола с ПЭГ 1500. Экспериментальная часть: Концентрацию фармацевтической субстанции в растворах определяли спектрофотометрически при длине волны 410 нм. Изучение растворимости и скорости растворения фармацевтических субстанций (ФС) в виде порошка и в составе твердых дисперсных систем (ТДС) осуществляли по методике, предложенной Краснюком И. И. Изучение оптических свойств растворов исходных соединений и твердых дисперсий проводили методике, описанной в работе Грих В. В. Для изучения ТДС использовались методы ИК-спектроскопии, дифференциальной сканирующей калориметрии, электронной микроскопии. Выводы: Изучено влияние солюбилизаторов на процесс образование твердых дисперсий хлорнитрофенола. Показано, что присутствие солюбилизаторов позволяет использовать меньшие концентрации для носителя при получении твердых дисперсных систем хлорнитрофенола. Проведенный комплекс физико-химических методов анализа позволяет более точно объяснить феномен повышения растворимости и скорости растворения ФС из твердых дисперсий в присутствии солюбилизатора. На основании проведенных исследований можно заключить, что созда- ние твердых дисперсий на основе полимера-носителя в присутствии собллюбилизатора позволяет снизить или полностью устранить кристалличность фармацевтической субстанции, переводя ее в аморфное состояние. Наличие явления рассеивания света и опалесцирующего конуса Фарадея–Тиндаля в растворах, содержащих твердые дисперсии ХНФ, подтверждает предположение о коллоидно-дисперсном состоянии фармацевтической субстанции в воде при растворении ХНФ из твердых дисперсий.
Фазовые равновесия и некоторые свойства твердых растворов систем PbGa2S4–SmGa2S4 и PbGa2Se4–SmGa2Se4
Цель статьи: В связи с переходом к зеленой энергетике поиск, синтез, исследование альтернативных источников и материалов для них имеют большую перспективу. Одним из методов получения таких перспективных материалов является изучение фазовых диаграмм между изоструктурными соединениями. В связи с этим методами физико-химического анализа (ДТА, РФА, измерения микротвердости и плотности) изучены фазовые равновесия в системах PbGa2S4–SmGa2S4 и PbGa2Se4–SmGa2Se4 и построены их диаграммы состояния. Выводы: Установлено, что указанные системы квазибинарные и характеризуются образованием непрерывных областей твердых растворов типа замещения. Твердые растворы Pb1-xSmxGa2S4 и Pb1-xSmxGa2Se4 кристаллизуются в орторомбической сингонии и относятся к структурному типу EuGa2S4. Параметры элементарных ячеек их изменяются в пределах: Pb1-xSmxGa2S4 а = 20.745÷20.706; b = 20.464÷20.380; с = 12.236÷12.156; Pb1-xSmxGa2Se4 a = 21.722÷21.782; b = 21.202÷21.35; с = 2.3047÷12.390 Å; пр. гр. Fddd, z = 32. Изучены некоторые физико-химические свойства твердых растворов Pb1–xSmxGa2S4 и Pb1-xSmxGa2Se4.
Роль полимерных поверхностно-активных веществ в повышении нефтеотдачи пластов. Обзор
Цель статьи: Постоянно возрастающая потребность в нефти и нефтепродуктах обусловливает дальнейшую разработку методов увеличения нефтеотдачи пластов, в том числе физико-химических, к которым причисляют и полимерное заводнение. В настоящее время миллиарды тонн нефти находится в рассредоточенном и рассеянном виде в заводненных пластах. В статье проведен обзор периодических изданий по синтезу и применению растворов самих поверхностно-активных веществ, а также их смесей с различными компонентами (полимерами, солями, кислотами и др.) в процессах увеличения нефтеотдачи пластов. Экспериментальная часть: Использование поверхностно-активных веществ способствует снижению межфазного натяжения и увеличению смачивающей способности. Полимерные поверхностно-активные вещества представляют собой перспективную альтернативу современным системам, применяемым для химического увеличения добычи нефти. Они способны объединять в одном компоненте необходимые реологические и межфазные свойства, тогда как обычно для этого требуется использование смесей различных химических веществ. Для повышения извлечения остаточной нефти требуются улучшенные свойства заводнения с использованием полимерных поверхностно-активных веществ. Помимо их уникальных характеристик, важно обеспечить синергию между поверхностно-активным веществом или полимером и другими компонентами, соответствующую строгим требованиям. Помимо этого, повышение нефтеотдачи пластов на основе полимерных поверхностно-активных систем технологи- чески благоприятно сочетается с простым заводнением пласта и не требует значительных капитальных затрат. Необходимо отметить, что изучению процессов повышения нефтеотдачи посвящено большое количество работ. Выводы: В представленной статье делается акцент на эффективность и целесообразность применения поверхностно-активных веществ с точки зрения результатов тестов по изучению физико-химических показателей, влияющих на процесс нефтевытеснения.
полимерное поверхностно-активное вещество
Structural, optical and magnetic properties of CoFe2–xEuxO4 nanoparticles prepared by simple co-precipitation route
Objectives: Nanoparticles of CoFe2–xEuxO4 (x = 0, 0.025, 0.05, 0.075, and 0.1) were successfully synthesized by simple coprecipitation method. Experimental: Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) images revealed europium-doped cobalt spinel ferrite nanoparticles formed after calcination of the precursor at 900 °C for 1 h, with sizes of approximately 20–40 nm. Energy dispersive X-ray spectra (EDXS) confirmed the presence of Co, Fe, Eu, and O elements with no evident of impurities. Results calculated from powder X-ray diffraction (PXRD) data show that the average crystallite size and lattice parameters decrease with increasing europium content. Conclusions: The doping of Eu3+ ions in the cobalt ferrite structure affects the optical and magnetic properties of the substrate material. In this case, the values of band gap energy (Eg), coercivity (Hc) and remanent magnetization (Mr) increase with increasing concentration of Eu3+ ion, while optical absorption and saturation magnetization exhibit an opposite trend. The excellent optical and magnetic properties of un-doped and Eu-doped CoFe2O4 nanoparticles suggest great potential for applications related to optics and magnetism.
Графитоподобный нитрид углерода: свойства и применение в газовой сенсорике. Обзор
Цель работы. В настоящее время газовые сенсоры представляют большой интерес для выявления заболеваний и оценки эффективности лечения на основе анализа выдыхаемого воздуха. Одними из перспективных материалов для газовых сенсоров являются композиты графитоподобного нитрида углерода с оксидами металлов. Экспериментальная часть. В статье рассмотрены основные свойства g-C3N4. Приведен обзор методов, эффективных для получения его композитов с оксидами металлов. Выводы. Представлен механизм взаимодействия g-C3N4 с газами различной природы. Приведены примеры сенсоров на основе композитов g-C3N4 с оксидами металлов
О механизме рекристаллизации халькогенидов висмута при фотонной обработке некогерентным излучением
Цель работы: Выявление природы и систематизация механизмов формирования градиентной структуры в приповерхностном слое халькогенида висмута при фотонной обработке некогерентным излучением ксеноновых ламп. Экспериментальная часть: Методами просвечивающей электронной микроскопии, рентгеновской дифрактометрии, фотометрии исследованы полупроводниковые термоэлектрические ветви на основе твердых растворов Bi2Te3−Bi2Se3. Рассмотрена природа наноструктурирования и формирования градиентного слоя в приповерхностной области термоэлектрика Bi2Te3-хSeх при фотонной обработке некогерентным излучением ксеноновых ламп. Выводы: Показано, что эти процессы могут быть обусловлены последовательностью самостоятельных процессов: ростом концентрации свободных электронов, снижением порога дефектообразования, локализация в скин-слое высокого градиента температуры, генерацией и распространением звуковых фононов, собирательной и вторичной рекристаллизацией, образованием нанокристаллической фазы в системе Bi-Te-Se
Исследование возможности образования пленки льда 0 на поверхности диэлектрика в микроволновом резонаторе
Цель статьи: Исследована возможность обнаружения льда 0 при осаждении водяного пара на диэлектрические пластинки из кварцевого стекла, помещенные в полость микроволнового прямоугольного резонатора, вблизи частоты 2.8 ГГц. Экспериментальная часть: Выполнены измерения характеристик резонатора, заполненного воздухом при атмосферном давлении, в интервале температур от 5 до –140 °С. Обнаружены вариации мощности пропускания резонатора на резонансной частоте и его добротности с характерным их изменением при температуре –23 °С. Эта температура соответствует образованию льда 0 из переохлажденной воды. Предполагается, что в эксперименте обнаружены пленки льда 0 при реакции резонатора на изменение температуры в исследуемом интервале. Выводы: Данный результат представляет интерес в связи с возможным влиянием конденсации водяного пара на функционирование разнообразных технических устройств в земных условиях при образовании льда 0
Современные способы получения особо чистых стекол на основе халькогенидов германия и галлия. Часть 2. Синтез с применением реакций химического транспорта. Обзор
Цель: Во второй части обзора представлены результаты получения особо чистых стекол на основе халькогенидов германия и галлия с применением реакций химического транспорта. Экспериментальная часть: Глубокая очистка и вакуумная загрузка металлического галлия, теллурида галлия(III) и редкоземельных элементов (РЗЭ) с использованием йодида галлия(III) в качестве транспортирующего агента позволили снизить содержание примеси водорода, кислорода и гетерогенных включений в стеклах на 1–2 порядка по сравнению с традиционным синтезом стекол. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена высокая эффективность РЗЭ как геттеров для связывания и последующего удаления примеси кислорода из халькогенидного расплава. Выводы: Ключевым результатом, достигнутым за счет снижения содержания примесей, является лазерная генерация в среднем ИК диапазоне в массивных образцах халькогенидных стекол, легированных РЗЭ, и в волоконных световодах на их основе, которая ранее была неосуществима в этих материалах
Моделирование процесса высвобождения дезлоратадина из сплавов с полиэтиленгликолем-6000 методом молекулярной динамики
Цель статьи: Дезлоратадин – лекарственный препарат с доказанной антигистаминной активностью, в настоящее время на фармацевтическом рынке представлен только в лекарственных формах: таблетки, раствор и сироп. Существенным фактором, ограничивающим разработку новых лекарственных средств дезлоратадина, выступает его низкая растворимость в воде. Актуальным направлением фармацевтической технологии в связи в этим являются исследования по созданию лекарственных форм дезлоратадина, направленные на повышение его растворимости в воде. В настоящее время перспективным направлением в фармацевтической технологии при разработке состава лекарственного средства является применение компьютерного моделирования. Использование метода моделиро- вания молекулярной динамики весьма актуально при разработке твердых дисперсий лекарственных средств. Целью данного исследования было проведение моделирования молекулярной динамики высвобождения дезлоратадина из сплавов с полиэтиленгликолем-6000 (соотношение дезлоратадин: полимер 1:1, 1:2, 1:5) в среду растворения. Экспериментальная часть: Моделирование высвобождения дезлоратадина из сплавов с полиэтиленгликолем-6000 проведено методом молекулярной динамики (программа Gromacs 2023, силовое поле Amber 99). Проведены расчеты энергии ван-дер-ваальсова взаимодействия дезлоратадина с полиэтиленгликолем-6000 и с водой; доля молекул дезлоратадина, потерявших связь с полиэтиленгликолем-6000. Установлено, что средняя энергия взаимодействия дезлоратадина с полиэтиленгликолем-6000 уменьшается по мере уменьшения содержания дезлоратадина в сплаве, в то время как энергия взаимодействия с водой увеличивается. Выводы: Проведенные исследования высвобождения дезлоратадина из сплавов с полиэтиленгликолем-6000 методом молекулярной динамики показали, что наибольшая степень высвобождения дезлоратадина была достигнута при соотношениях 1:1 (5.47±1.11 %), 1:2 (5.39±0.51 %), наименьшая – при соотношении 1:5 (3.03±0.00 %). Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования твердых дисперсий «дезлоратадин – полиэтилен-гликоль-6000» (соотношение 1:1)
Исследование трансформации поверхностной архитектуры синтезированных размолом порошков оксида цинка при травлении ионами аргона
Цель статьи: Исследование методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии трансформации архитектуры поверхности порошков оксида цинка, предварительно полученных механическим размолом, при их травлении ионами аргона. Экспериментальная часть: Травление происходило в два этапа продолжительностью по 30 с при токе 0.001 мА. Установлено, что на поверхности исходных порошков 45 % цинка входит в состав кристаллической решетки ZnO, а остальные 55 % существуют в форме гидроксида. Выводы: Первый этап травления уменьшил долю гидроксильных групп на поверхности до 1 на 5 катионов цинка в решетке ZnO, а дальнейшее траление показало невозможность более глубокой очистки образца от OH-групп. Атомы углерода, напротив, практически полностью покинули поверхность порошка после окончания второго этапа травления.
рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
Фазовая диаграмма системы Na2SO4 – In2(SO4)3. Сравнительный анализ систем Na2SO4 – R2(SO4)3 (R = Al, Ga, Fe, In, Sc, Yb)
Цель статьи: Впервые изучена фазовая диаграмма системы сульфата натрия с сульфатом индия. Экспериментальная часть: Использованы методики термического и рентгенофазового анализа (РФА), включая высокотемпературный. Выводы: В системе Na2SO4 - In2(SO4)3 образуются соединения NaInSO4, которое инконгруэнтно плавится при 800 °С, Na3In(SO4)3, имеющее полиморфные превращения при 210 и 580 °С и разлагающееся в твердом состоянии при 680 °С, а также соединение с содержанием 7±1 мол. % In2(SO4)3 (φ- фаза), переходящее в твердый раствор In2(SO4)3 в Na2SO4 (в дальнейшем – α-фаза) при 540 °С. Координаты эвтектики – 710 °С, 18 мол. % In2(SO4)3. Область твердого раствора на основе α-Na2SO4 составляет 11±1 мол. % In2(SO4)3. На кривых плавления твердого раствора имеется максимум при 895 °С и 3 мол. % In2(SO4)3. По данным РФА соединение NaInSO4 кристаллизуется в структурном типе явапаита – KFe(SO4)2 (моноклинная сингония, пр. группа С2/m, параметры решетки a = 8.024 Å, b = 5.069 Å, c = 7.211 Å, β = 90.6°), и изоструктурно соединениям аналогичного состава с сульфатами алюминия, галлия, железа, хрома, ванадия и родия. Низкотемпературная модификация Na3In(SO4)3 кристаллизуется в тригональной сингонии, пр. группа R-3, параметры решетки a = 13.970 Å, c = 8.871 Å), и изоструктурно аналогичным соединениям с сульфатами алюминия, галлия, железа (III), ванадия, родия, скандия. Рентгенограмма среднетемпературной модификации Na3In(SO4)3 проиндицирована в моноклинной сингонии, пр. группа P21/c, параметры решетки a = 16.187(4) Å, b = 13.584(3) Å, c = 9.639(2) Å, β = 91.6°. Рентгенограмма φ фазы проиндицирована в моноклинной сингонии, пр. группа Р21/с, с параметрами решетки a = 7.836 Å, b = 14.845 Å, c = 4.57 Å, β = 91.14º.
Структуры для фотокатализа на основе ZnO с наночастицами Ag
Цель статьи: Наночастицы серебра являются перспективным компонентом для улучшения каталитических характеристик полупроводниковых материалов за счет эффекта плазмоники. Целью данной работы установление закономерностей влияния осажденного серебра на каталитическую активность оксида цинка. Экспериментальная часть: Проведен синтез образцов с различным содержанием серебра от 0.2 до 2 мас. %. Для характеризации поверхности образцов были получены СЭМ снимки и АСМ сканы порошков. Для анализа состава были получены EDX спектры и элементное картирование. В результате было подтверждено равномерное осаждение серебра на поверхности оксида цинка и соответствие расчетного состава с полученным. Активность катализатора оценивали по степени деградации органического красителя Родамина 6G. Выводы: Проанализирован эффект осажденного серебра на поверхность ZnO. При осаждении 0.2 мас. % серебра активность возрастает на 58 %, а при добавлении 2 мас. % приводит к росту активности на 92 %. Согласно полученным данным, было установлено положительное влияние осажденного серебра на фотокаталитическую активность оксида цинка. Зависимость изменения активности от количества серебра выходит на насыщение при достижении 2 мас. % серебра.
Структурные и оптические свойства пленок ZnO, легированного Mg, полученных методом спрей-пиролиза
Цель статьи: Тонкие пленки оксида цинка обладают важным для практического применения сочетанием свойств —прозрачностью в видимом диапазоне электромагнитного излучения и небольшим электрическим сопротивлением, что обеспечивается большим значением ширины запрещенной зоны и получением нестехиометрических составов или путем введения соответствующих легирующих элементов. Возможность практического применения тонких пленок ZnO зависит также от их оптических и электрических свойств. Поэтому целью работы являлось определение оптимальных технологических условий получения пленок металлооксидов методом спрей-пиролиза, а также исследование их структурных и оптических параметров. Экспериментальная часть: Тонкие пленки нелегированного оксида цинка, а также пленки ZnO, легированного магнием с различным процентным содержанием от 1 до 15 ат. %, были получены методом спрей-пиролиза. Исследованы структурные и оптические свойства тонких пленок оксида цинка, легированного магнием. С помощью рентгеноструктурного анализа установлено, что все пленки являются поликристаллическими с гексагональной структурой вюрцита и кристаллографической ориентацией (002), выровнены или ориентированы вдоль этой конкретной плоскости относительно подложки. Выводы: Исследования оптических свойств с помощью УФ-видимой спектрофотометрии показали, что пропускание тонких пленок оксида цинка, легированного магнием, увеличилось с 70 до примерно 85 %, а ширина запрещенной зоны увеличилась с 3.20 до 3.42 эВ. Такие свойства тонких пленок ZnO, легированного магнием, делают их перспективными материалами для эффективного использования во многих оптоэлектронных устройствах и приборах таких, как солнечные элементы, газовые сенсоры, позволяют использовать их в качестве фотокатализаторов и т. д.
Сирожиддин Зайнобиддинович Зайнобиддинов