Учёные из Сибирского федерального университета открыли новые многокристалличнные соединения с структурой апатита.
Апатиты — минералы, порой путающие своим сходством с бериллами и турмалином. С давних пор известен как основной неорганический компонент костей и зубов животных, а также человека. В природе встречаются апатиты с различным химическим составом, но относят их к одной группе материалов — «материалам со структурой апатита».
Полученное химиками СФУ соединение описано сложной формулой Pb. 10 – xLax(GeO4) 2 + x(VO4)4 – xВ его состав входят свинец и лантан — серебристо-белый металл с сероватым налетом, обладающий средней температурой плавления.
В результате твердофазного синтеза химиками СФУ получено новое соединение. Измерив теплоемкость поликристаллических образцов, ученые рассчитали термодинамические свойства ванадатогерманатов свинца-лантана. Первые результаты исследования … опубликованы в журнале Inorganic MaterialsАвторы считают, что данные соединения будут востребованы в сфере охраны природы, биотехнологий и медицины.
Учётно-исследовательский интерес к новым апатитоподобным соединениям, например ванадатогерманатам свинца, обусловлен их широким спектром применений.
Используют их в энергетике (в качестве ионных проводников) и нефтепереработке (как катализаторы). Особенное значение эти соединения приобретают в охране окружающей среды — это эффективные сорбенты экологически вредных и радиоактивных веществ. Интересная особенность «апатитоподобных» соединений заключается в том, что некоторые элементы можно заменить другими ионами», — рассказала заведующая кафедрой физической и неорганической химии СФУ Любовь Денисова.
Автор исследования уточнила: при частичной замене ионов в структуре апатита, к примеру, двухвалентных металлов на редкоземельные элементы, получают люминесцентные (светящиеся) и лазерные материалы. 5(GeO4)(VO4)2 на лантаноиды, получатся соединения с общей формулой Pb10 – xLnx(GeO4)2 + x(VO4)4 – xНовые люминофоры, среди которых x от 0 до 3.
Люминофоры используются для создания телевизоров с реалистичным изображением и повышения качества экранов смартфонов и планшетов.
Исследование проведено при финансировании работ по государственному заданию Министерства образования и науки Российской Федерации на 2017–2019 годы. Планируется синтез новых апатитов без редкоземельных элементов. Извлечение редких металлов из руд — трудоемкий и энергозатратный процесс. Уверенность в том, что новые апатиты не будут хуже известных, выразила Любовь Денисова.
