Синтез, строение и свойства уранатов ряда элементов в степени окисления +1, +2, +3

• Автор: Арова, Мария Игоревна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 115 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава I. Литературный обзор. Уранаты

1.1. Общая характеристика и классификация уранатов

1.2. Синтез и исследование уранатов щелочных элементов

1.2.1. Безводные уранаты щелочных элементов

1.2.2. Гидратированные уранаты щелочных элементов

1.3. Синтез и исследование уранатов щелочноземельных элементов

1.3.1. Безводные уранаты щелочноземельных элементов

1.3.2, Гидратированные уранаты щелочноземельных элементов

1.4. Синтез и исследование уранатов переходных элементов

Глава II. Экспериментальное исследование уранатов. Реактивы, приборы,
методы анализа и исследования
П.1. Объекты исследования
П.2. Используемые реактивы
11.3. Методы анализа и исследования
П.3.1. Фотометрия
11.3.1.1. Определение урана (VI)
П.3.1.2. Определение щелочных, щелочноземельных и б- переходных
элементов
П.3.1.3. Определение редкоземельных элементов
П.3.2. Рентгенофлуоресцентный анализ
П.3.3. Гравиметрия
П.3.4. Потенциометрия
П.3.5. Рентгенография
П.3.6. Высокотемпературная рентгенография
П.3.7, ИК-спектроскопия
П.3.8. Дифференциальный термический анализ
Глава III. Результаты и обсуждение. Синтез, строение и свойства уранатов ряда элементов в степени окисления +1, +2, +
Ш.1. Синтез уранатов щелочных, щелочноземельных и переходных
элементов
Ш.2. Исследование состава, строения и свойств уранатов ё-переходных
элементов М^ИзОю-пИгО (Мп - Мп, Со, №, Си, Хп, СИ)
Ш.2.1. Результаты химического и рентгенофазового анализа уранатов ё-
переходных элементов
Ш.2.2. ИК-спектроскопия триуранатов ё-переходных элементов
Ш.2.3 .Термический анализ и высокотемпературная рентгенография триуранатов
ё-переходных элементов
Ш.З. Исследование состава, строения и свойств триуранатов лития и
магния
Ш.3.1. Результаты химического и рентгенофазового анализа уранатов лития и
магния
Ш.3.2. ИК-спектроскопия триуранатов лития и магния
Ш.3.3, Термический анализ и высокотемпературная рентгенография триуранатов
лития и магния
Ш.3.4, Кристаллохимические границы существования триуранатов состава
М^ИзОю-пИгО и Мии3О10 пН
Ш.4. Исследование состава, строения и свойств уранатов редкоземельных
элементов
Ш.4.1. Исследование строения и свойств диуранатов состава Мши207.5-6Н
(Мш - Иа, Се, Рг,Иё, Бт)
Ш.4.2. Исследование строения и свойств диуранатов состава Мши2075 (Мш -У,
ТЬ, Иу, Но, Ег, Тт, УЬ, Ии)
Заключение
Выводы
Список литературных источников

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность и степень разработанности темы исследования
Среди множества различных природных соединений урана (VI) наименее изученными являются уранаты. Данное явление, вероятно, обусловлено тем, что они из-за высокой химической активности легко реагируют с другими соединениями в окружающей среде с получением вторичных, более устойчивых фаз. При этом, уранаты могут образовываться при взаимодействии гидратированных оксидов урана (VI) с катионными формами различных элементов, принимая таким образом участие в парагенезисе природных соединений урана. В связи с вышеизложенным, разработка методов синтеза, исследование строения, изучение физико-химических свойств уранатов различных элементов представляет собой важную практическую задачу.
Изучение структурных особенностей и выявление закономерностей в рядах уранатов имеет также фундаментальный интерес. На их примере могут быть установлены кристаллохимические границы существования морфотропных рядов, изучена взаимосвязь между элементным составом соединений, особенностями строения и свойствами.
Число научных публикаций, относящихся к уранатам, весьма ограничено и связано с изучением лишь некоторых представителей рядов щелочных и щелочноземельных элементов. Информация о соединениях б-переходных и редкоземельных элементов в литературе практически отсутствует. Поскольку редкоземельные элементы могут являться продуктами деления урана и образовываться в ядерно-топливном цикле, исследование их химической и структурной совместимости необходимо при реализации различных разделительных схем в процессах переработки урансодержащих радиоактивных отходов. Вместе с тем, редкие земли являются химическими аналогами актиния и ряда актиноидов со степенью окисления +3, входящих в состав ядерного топлива, и вследствие этого их уранаты могут служить моделями для изучения последних. Следует отметить, что урановое сырье проходит в процессе переработки через

кобальта разлагаются до смеси оксидов, в то время как уранаты марганца, кобальта и меди дают другие двойные оксиды [82].

Все уранаты Зй-переходных элементов можно также получить при термораспаде сложных органических и неорганических солей. При термическом разложении двойных уранил сульфатов и уранилселенатов было идентифицировано образование уранатов Мп [24], Ре, №, Си [25], Со [23], Ъл [22]. Пиролизом соответствующих уранилпропионатов [ЮЗ] были получены соединения Мп, Со, № и Ъп.
ИК-спектроскопические исследования известны для СоиО.*, МпИ04, Аё2и04, СоИзОю, МпИзОю, Г^ИзОю и СиЛзОю [109].
По сравнению с Зй-элементами, для кадмия характерно большее многообразие образующихся фаз. Фаза триураната не была найдена, но кроме двух фаз моно- и диуранатов, упоминаются основные соединения состава Сй2и05 и Сс13и06. сс-СсШ04 переходит в 0-форму при 720°С, последняя распадается до 0-Сйи04.х при 925°С. а-СсШ04 изоструктурен слоистому СаЛ04 [110]. В каркасной структуре [5-Сс1и04 найдены бесконечные уранил-кислородные цепочки и02(02) из октаэдров, связанных общими ребрами. Основные уранаты имеют строение, подобное аналогичным соединениям щелочноземельных элементов [82].
Единственным известным природным уранатом переходных элементов является ванденбрандеит - минерал меди. Первое изучение его структуры