Труды КНЦ вып.8 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2017(8))

Аналогичное расположение катионов цезия описано для синтетического Cs-содержащего титаносиликата фармакосидеритового типа Cs 3 [Ti 4 0 3 ( 0 H)(Si 0 4 ) 3 ]- 4 H 20 [ 8 ], в котором катионы цезия так же занимают расщепленную позициюс 50% заселенностью в центре каналов. В синтетических материалах катионы Cs+ являются 10-координированными и образуют 8 связей с атомами кислорода каркаса и две связи с атомами кислорода молекул воды. Подобное расщепление позиции, которое наблюдалось также для стронция в Sr-замещенной форме иванюкита [5,6], связано со стерическими затруднениями, возникающими ввиду большого размера катиона цезия. Главным отличием Cs-замещенной формы иванюкита от синтетической фазы Cs 3 [Ti 40 3 ( 0 H)(Si 0 4 ) 3 ] 4 H 20 является неполная декатионизация катионов К+ и расщепление позиций молекул H20 в каналах структуры первого соединения. Структурная формула Cs-замещённой формы иванюкита: Cs,9K0.13[Ti402.030H1.97(Si04)3]-3.49H20 . Заключение Уточнение структуры иванюкита-Na-T в пространственной группе R3m привело к более низкому фактору сходимости (Rj=0.09) по сравнению с данными, опубликованными ранее ^і=0 .15 )[1 ]и подтвердило правильность исходной структурной модели. Структурные исследования K- и Cs-обменных форм иванюкита показали, что в ходе катионного обмена сначала происходит удаление части натрия из каналов титаносиликатного каркаса с перемещением катионов калия в центральную позицию, частичным протонированием титанокислородных кластеров и переходом соединения в кубическую модификацию, а затем обмен катионов калия на катионы цезия. Как отмечалось в работах [1,5], различия в кристаллической структуре природных титаносиликатов и их синтетических аналогов чаще всего обусловлены кинетикой диффузии катионов в каналах каркаса. Внекаркасные катионы природных соединений находятся в позициях с более характерной координацией, чем в синтетических образцах, по причине более длительного времени их образования. В отличие от природных материалов, в том числе подвергнутых ионному обмену, в синтетических образцах внекаркасные катионы обладают большей подвижностью из-за короткого времени синтеза данных соединений по сравнению с природными аналогами, в результате чего катионы не успевают найти наиболее стабильное равновесное положение в каналах. Вследствие этого, обменные реакции в синтетических соединениях протекают быстрее и глубже, чем в их природных аналогах. Полученные данные позволяют более полно понять особенности процесса ионного обмена в титаносиликатах группы иванюкита, открывая новые возможности применения их синтетических аналогов в качестве сорбентов и матриц для локализации радиоактивного изотопа 137Cs. Благодарности Авторы выражают признательность к. г.-м. н. В. Н. Яковенчуку за предоставление образцов минералов группы иванюкита, д. г.-м. н. Г. Ю. Иванюку и член-корр. А. И. Николаеву за помощь в исследованиях и обсуждение полученных результатов. Исследования проводились при финансовой поддержке программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Поисковые фундаментальные научные исследования в интересах развития Арктической зоны Российской Федерации». 247