Закономерности образования, строение и свойства каркасных фосфатов октаэдро-тетраэдрического типа кубического строения (тип лангбейнита)

• Автор: Орлова, Вера Алексеевна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 113 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Соединения каркасного строения с тетраэдрическими оксоанионами Т

1.2. Структурные типы минералов коснарита и лангбейнита

1.2.1. Структурный тип коснарита, Ыа2г2Р3 2. Известные соединения.

1.2.2. Структурный тип лангбейнита. Известные соединения

1.3. Известные и возможные области применения фосфатов каркасного строения.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

2.1. Обоснование выбора объектов исследования

2.2. Синтез
2.2.1. Реактивы, используемые для синтеза.
2.2.2. Методы синтеза.
2.3. Методы исследования.
2.4. Получение, рентгенографические и ИК спектральные исследования фосфатов.
2.4.1. Фосфаты общего вида АРОз А1 Ыа, К, КЬ, Сб К1 А1,
ва, Сг, Ре, РЗЭ
2.4.2. Фосфаты общего вида А 2В1огРООз А1 К, ЯЬ, Сб
Ви М
2.4.3. Фосфаты общего вида АВРООз А1 К, ИЬ, Сб В ,
2.4.4. Фосфаты общего вида А,ВпК,1,2Рз А1 К, ИЬ, Сб В Ва
2.5. Уточнение структуры фосфатов метолом полнопрофильного анализа методом Ритвсльда.
2.6. Поведение синтезированных фосфатов при нагревании термическая устойчивость, тепловое расширение. Химическая и гидролитическая устойчивость
2.6.1. Поведение при нагревании.
2.6.2. Химическая устойчивость. Поведение в расплавах солей
I 2.6.3 .Химическая устойчивость. Поведение в гидротермальных
условиях
ГЛАВА 3. ФОСФАТЫ СО СТРУКТУРОЙ ЛАНГБЕЙНИТА В ЯДЕРНЫХ И ДРУГИХ ТЕХНОЛОГИЯХ
3.1. Разработка кристаллических материалов на основе цезийсодержащих фосфатов для экологически безопасных источников цезия7.
3.2. Адаптация составов реальных радиоактивных отходов к фосфатам, и кристаллизация их в структурном типе лангбейнита
3.2.1. Фосфаты для иммобилизации солевых расплавов пироэлектрохимической технологии регенерации ядерного топлива.
3.2.2. Фосфаты для иммобилизации технической лантаноидактиноидной фракции отходов.
ГЛАВА 4. КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ОБРАЗОВАНИЯ ФОСФАТОВ СО СТРУКТУРОЙ МИНЕРАЛА ЛАНГБЕЙНИТА.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


С соединения образуются при 0 С и до С являются устойчивыми. Т 0 С по данным РФА фазовый состав образцов до и после испытаний оставался неизменным. В результате проведенного кристаллохимического анализа установлена роль различных факторов радиусов, зарядов, электроотрицательностей катионов, влияющих на реализацию кубической модификации каркаса тип лангбейнита. Осуществлен кристаллохимический прогноз относительно существования новых соединений, в структуру которых возможно включение таких катионов как 3 и 4валентные Гэлементы. Впервые показана возможность реализации и целесообразности применения кристаллохимического принципа формирования продукта сложного катионного состава со структурой минерала лангбейнита при переработке и отверждении радиоактивных отходов. Кристаллохимический принцип использован также для обоснования состава кристаллического материала для источника ионизирующего излучения на основе цезийсодержащего фосфата, обладающего каркасным строением, кубической симметрией решетки и высокой концетрацией цезия. Установленные данные о том, что фосфаты, характеризующиеся кубической модификацией каркаса тип лангбейнита, пр. Р23, обладают большой изоморфной емкостью, являются практически значимыми при разработке монофазных керамических материалов для отверждения радиоактивных и других токсичных отходов, т. Показано, что фосфаты такого строения могут прочно удерживать щелочные катионы в значительном количестве, в том числе цезия до мае. Это особенно важно для утилизации отходов новой неводной технологии переработки отработанного ядерного топлива, основанной на пироэлектрохимических процессах в расплавах хлоридов щелочных элементов 1Л Сб. Установлено также, что структура лангбейнита способна включать в свой состав и редкоземельные элементы вхождение лантаноидов является модельным для фиксации актиноидов. Впервые проведена адаптация составов модельных реальных отходов технической лантаноидактиноидной фракции переработки облученного ядерного топлива, ПОМаяк к фосфатам с ожидаемой структурой минералоподобного типа структурный тип лангбейнита. Керамики сложного катионного состава получены и исследованы. Предложен состав кристаллического цезийсодержащего фосфата для экологически безопасного источника уизлучения цезия7 с заданными техническими характеристиками. Кристаллические образцы фосфатов синтезированы на ПОМаяк в условиях, имитирующих технологический режим изготовления цезиевых изотопных источников. Результаты проведенных исследований используются в разработках, проводимых совместно с ФГУП ГНЦ РФ Научноисследовательский институт атомных реакторов г. Димитровград и с ФГУП ПОМаяк г. Озерск. Совместно с ПОМаяк подана заявка на патент Цезийсодержащее радиоактивное вещество. Заявка , г. Апробация работы Основные материалы диссертации представлены на российских и международных конференциях по радиохимии, кристаллохимии, неорганическим материалам, фосфатным материалам, минералогии и опубликованы в Сборниках докладов и тезисов. Основные результаты по теме диссертации опубликованы в 6 статьях в журналах Радиохимия, Кристаллография, Журнал неорганической химии. Объем и структура диссертации Диссертационная работа изложена на 3 страницах машинописного текста и состоит из Введения, 4 Глав, Выводов, Списка цитируемой литературы и Приложения. Работа содержит таблиц и рисунка. Список литературы включает ссылки на работы отечественных и зарубежных авторов. Настоящая работа была выполнена диссертантом на кафедре химии твердого тела Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского. Часть экспериментов была проведена автором на кафедре кристаллографии и кристаллохимии геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова г. Москва, в лаборатории нейтронной физики им. И.М. Франка Объединенного института ядериых исследований г. Дубна, в лаборатории иммобилизации радиоактивных отходов Химикотехнологического отделения ФГУП ГНЦ РФ Научноисследовательский институт атомных реакторов г. Димитровград и в центральной заводской лаборатории ФГУП ПОМаяк г. Озерск.