Труды КНЦ вып.3 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 1/2019(10))

G. O. Kalashnikova 1 , E. S. Zhitova 2 , A. V. Tsyryatyeva 3 , Yu. V. Kyrchenko 4 1 Nanomaterials Research Centre of FRC KSC RAS, Apatity, Russia 2 St. Petersburg State University, St. Petersburg, Russia 3 Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of FRC KSC RAS, Apatity, Russia 4 Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, Russia THE PROSPECTS OF AM-4 FRAME TITANOSILICATE SYNTHESIS FOR MODERN MATERIALS SCIENCE Abstract. The titanosilicates of the lintisite group and their only synthetic analogue AM- 4 (Aveiro-Manchester-4), Na3(Na, H)Ti 2 O 2 [Si 2 O 6 ] 2^2№O, are of particular interest for the purposes of modern materials science because of their sorption properties similar to those of zeolites, and also the ability of their crystal structure to transform in acidic media according to the “ single crystal in single crystal ” scheme. This opens up new ways of synthesis based on decationized AM-4 materials with predetermined properties. The paper provides an overview of the promising areas of application of these titanosilicates, proposed by both the authors of the article and a number of foreign researchers. The importance of AM-4 synthesis for industry has been shown. The main problem of the conventional AM-4 synthesis scheme has been revealed. Recommendations on its solution, as well as on the use of synthesis of by-products in order to improve their utilization, have been proposed. Keywords : titanosilicate, AM-4, lintisite, hydrothermal synthesis, 1,5-benzodiazepine, cement composition. Каркасный титаносиликат АМ-4 (Aveiro-Manchester-4), Na 3 (Na,H)Ti 2 O 2 [Si 2 O 6 ] 2 ^2H 2 O, впервые получен М. С. Дадачовым и его коллегами в 1997 г. [1]. Он является единственным на сегодняшний день известным синтетическим аналогом группы минералов линтисита, включающей в себя пять каркасных титаносиликатов, открытых в пегматитах Хибинского и/или Ловозёрского массивов: Na 3 Zii u.5 |Ti 2 Si 4 O i4p 2H 2 O — кукисвумит [2], Na 3 Mn u,5 |Ti 2 Si 4 O i4p 2H 2 O — манганокукисвумит [3], Na s LiT^SuOu^^O — линтисит [4], Na 1,5 LiTi 2 [Si 4 O 12,5 (OH) 1,5p 2H 2 O — елисеевит [5], Li|Ti 2 Si 4 On(OH)3pH 2 O — пункаруайвит [6]. Кристаллическая структура АМ-4 (рис. 1, б ) подобна структурам минералов группы линтисита и имеет схожие с ними значения параметров элементарной ячейки [1, 7]: a = 5,2012(8), b = 8,573(2), c = 29,300(6) А, в = 89,26(1) °, V = 1306,4(4) А 3 , Z = 4 при R(F 2 ) = 4,5 %. В её основе лежат характерные для всех природных представителей группы линтисита двумерные титаносиликатные блоки (рис. 1, б ), объединённые в единый каркас посредством атомов натрия (Na 3 ) [7], занимающих позицию сшивающих катионов лития, марганца и цинка в структуре линтисита и (мангано)кукисвумита [3, 4]. Позиции Na 1 и Na 2 также заняты катионами натрия и молекулами воды. Первоначально в ряде зарубежных работ АМ-4 рассматривался как цеолитоподобный материал. Исследования по извлечению из разбавленных нейтральных или щелочных водных растворов катионов Sr, Ba |7], Am, U и Pu |9- 11] показали, что АМ-4 не уступает в этом плане таким титаносиликатам, как ETS-4 (аналог зорита) и ETS-10 (рис. 2). 127