Вестник Кольского научного центра РАН. 2014, №4.

Новые функциональные материалы на основе синтетических аналогов иванюкита и ... Cameca в ГИ КНЦ РАН. Термический анализ выполнен Н.Л. Михайловой на синхронном термоанализаторе STA 409 PC NETZSCH в токе неосушенного аргона со скоростью нагрева 10°С/мин в корундовых тиглях с крышками в ИХТРЭМС КНЦ РАН. Расчет эмпирических формул исследуемых образцов произведен с помощью программы «Minal» Д.В. Доливо- Добровольского (ИГГД РАН). Синтетический иванюкит Впервые синтез иванюкитоподобного титаносиликата Na4(TiO)4(SiO4)3]-6H2O осуществлен М.С. Дадачевым и В. Харрисоном из раствора Na4TiO6, смешанного с силикатом натрия [5]. В 2012 г. Л.Г. Герасимовой и ее коллегами разработана методика гидротермального синтеза иванюкита на основе сульфата титанила, получаемого при сернокислотной переработке апатит- титанит-нефелиновых руд хибинских месторождений [6]. В ЦНМ КНЦ РАН разработан метод получения иванюкита на основе трех- или четыреххлористого титана. Сравнение указанных способов получения иванюкита показало, что использование хлоридов титана дает более стабильный результат, однако использование аммонийного сульфата оксотитана (IV) в перспективе выгоднее, поскольку сернокислотная переработка титансодержащих концентратов местных месторождений значительно дешевле (вследствие необходимости утилизации серной кислоты медно-никелевых комбинатов) и безопасней. Полученный на основе четыреххлористого титана иванюкит представляет собой нанокристаллический белый порошок из мелких (до 10 мкм) частиц неправильной формы (рис. 2а) и их зернистых агрегатов состава (мас. %): Na2O 4.84-7.81, K2O 7.26-7.64, TiO2 54.82-58.37, SiO2 27.89-29.67, Al2O3 0.44-0.64, FeO до 0.23, CaO до 0.36, совпадающего с формулой иванюкита-Na (Na0.98-1.51K0.92-1.02Ca0.00-0.04)x2.04-2.43 [(Ti4.09-4.58Fe0.00-0.02)x4.09-4.60(Si2.92- 2. 9 5Al0.05-0.08)£3.00Oi5.36-i6.i8]-«H2O. Рентгенофазовый анализ синтезированных продуктов подтвердил их соответствие природному иванюкиту-Na. а б Рис. 2. СЭМ-изображение зерен опаловидного синтетического иванюкита (а) и его Cs-замещенной формы (б) [13] По аналогии с IONSIV IE-911 [7] и природным иванюкитом-Na [8, 9] можно было ожидать, что полученный материал проявит выраженные обменные свойства в отношении цезия и стронция. Радионуклиды последних - основные источники соответственно у- и ^-излучения высокоактивных жидких радиоактивных отходов (ЖРО) реакторов ВВЭР-типа, поэтому использование синтетического иванюкита для извлечения 137Cs и 90Sr с целью перевода ЖРО из разряда высокоактивных (ВАО) в разряд низко- или неактивных, представлялось особенно перспективным [9]. Действительно, при взаимодействии синтетического иванюкита с модельными Cs, Sr-, и Cs-Sr-растворами происходит быстрое изменение состава иванюкита в отношении внекаркасных катионов (табл.) без сколько-нибудь существенного изменения 68 ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 4/2014(19)