Труды КНЦ вып.4(ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 3/2020(11)

10Ca(NO 3 ) 2 + 6(NH 4 ) 2 HPO 4 + 8NH 4 OH C a-U ’ Oj-OH) : + 20NH 4 NO 3 + 6H 2 O; (10- x )Ca(NO 3 ) 2 + 6(NH. : ) : HPO. : + x M(NO 3 ) z + 8NH 4 OH Ca ■ , .\I^M.(OH) : + 20NH 4 NO 3 + 6H 2 O, где M — Zn 2+ , Sr 2+ , Mg 2+ ; x (моль) = 0,1, 0,3, 0,5. Водный раствор нитрата кальция смешивали с раствором гидрофосфата аммония; концентрации растворов составляли 0,5 и 0,3 М соответственно. Для синтеза ZnrA, SrrA и MgrA необходимые навески нитратов цинка, стронция, магния соответственно вносили в раствор нитрата кальция. Затем рН смеси реагентов доводили до значения 10-11 водным раствором аммиака (р = 0,903 г/мл). Реакционную смесь подвергали воздействию микроволнового излучения мощностью 110 Вт в течение 30 мин, затем отстаивали при комнатной температуре в течение 48 ч. Осадок отфильтровывали, промывали разбавленным раствором этилового спирта и высушивали до постоянной массы (~ 15 ч) при 90 °С, после чего прокаливали в течение 4 ч при температуре 900 °С. В таблице 2 приведены результаты РФА, содержание фаз и показано изменение параметров элементарной кристаллической ячейки в зависимости от степени замещения ионов кальция ионами Mg 2+ , Sr 2+ , Zn 2+ . Таблица 2 Результаты рентгенофазового анализа полученных образцов № п/п Образец Обнаруженные фазы Содержание фаз, % по массе Параметры эешетки, А V, А 3 а с 1 ГА Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 100 9,369 6,832 519,36 2 ZnrA x = 0,1 Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 98 9,426 6,885 529,80 Ca 3 (PO 4 ) 2 2 10,394 37,261 3486,10 3 ZnrA x = 0,3 Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 86 9,424 6,885 529,61 Ca 3 (PO 4 ) 2 14 10,383 37,259 3478,45 4 ZnrA x = 0,5 Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 85 9,424 6,887 529,72 Ca 3 (PO 4 ) 2 15 10,382 37,251 3477,04 5 SrrA x = 0,1 Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 100 9,429 6,888 530,27 6 SrrA x = 0,3 Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 100 9,434 6,893 531,27 7 SrrA x = 0,5 Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 100 9,441 6,900 532,68 8 MgrA x = 0,6 Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 78 9,403 6,868 525,89 Ca 2,59 Mg 0,41 (PO 4 ) 2 22 10,325 37,119 3426,94 Замещение ионов кальция ионами стронция, различие между радиусами которых не превышает 15 %, соответствует некоторым из критериев изоморфизма, и наблюдается линейное увеличение параметров элементарной ячейки ГА с увеличением содержания ионов стронция в процессе синтеза. Появление фазы трикальцийфосфата (ТКФ) при модифицировании ГА ионами цинка объясняется дефицитом ионов кальция в процессе синтеза ZnrA, причем доля фазы Ca 3 (PO 4 ) 2 коррелирует с количеством ионов цинка. Изменение параметров элементарной ячейки ТКФ при этом может быть связано с тем, что ионы цинка участвуют в образовании Ca 3 (PO 4 ) 2 , но не фазы Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 . Косвенным доказательством этого является обнаружение фазы Ca 2,59 Mg 0,41 (PO 4 ) 2 при введении 0,6 моль ионов Mg 2+ в процессе модифицирования ГА. Ион магния по своим характеристикам значительно ближе к иону цинка, нежели к ионам кальция и стронция. Рентгенографически подобная фаза в случае с ZnrA не идентифицирована предположительно ввиду ее отсутствия в рабочей базе данных. Литература 1. Коротченко Н. М., Рассказова Л. A. Лабораторный практикум по курсу Современный неорганический синтез. СВЧ-синтез веществ и материалов. Фосфаты кальция: учебно ­ методическое пособие. Томск: Издательский дом Томского государственного университета, 2015. 64 с. Сведения об авторе Гигилев Александр Сергеевич магистрант, Томский государственный университет, г. Томск, Россия, gigilev@mail.tsu.ru Gigilev Alexander Sergeevich Master Student, Tomsk State University, Tomsk, Russia, gigilev@mail.tsu.ru 50