Получение и исследование синтетических аналогов некоторых природных уранилсиликатов

• Автор: Страхова, Елена Юрьевна
• Шифр специальности: 02.00.01, 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 126 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I Обзор литературы

1.1. Фазообразование и миграция урана в природе

1.2. Уранилсиликаты в природе

1.2.1. Соддиит

1.2.2. Болтвудит

1.2.3. а и Руранофан

1.2.4. Казолит

1.3. Синтез соединений МтиАпХпН

1.4. Строение, состав и физикохимические свойства уран илсил и катов

1.5. Термодинамические характеристикиураиилсиликатов ГЛАВА II Аппаратура, реактивы, методики синтеза, анализа
и методы исследования ураннлеиликатов группы уранофанаказолнта И. 1. Используемые реактивы
.2. Методы получения ураннлеиликатов
.2.1. Синтез ураннлеиликатов состава МиОгБЮзОЩпНгО
.2.2. Синтез ураннлеиликатов состава МиОгБЮзОНпНгО
.2.3. Синтез ураннлеиликатов состава МиОгБЮОИЬО
И.З. Оборудование и методы исследования
.3.1.Элементный анализ
И.3.2. Рентгенографический метод
II.3.3. Метод ИКспектроскопии
И.3.4. Термический анализ
Н.3.5. Изучение растворимости соединений состава МтиАпкпН
Н.3.5.1. Определение содержания урана в водном растворе
И.3.5.2. Определение содержания кремния в водном растворе
Глава Ш. Синтез, комплексное исследование свойств минералоподобных соединений группы уранофанаказолита и моделирование процессов с их участием
экспериментальные результаты н их обсуждение
III. 1.Синтез и комплексное физикохимическое исследование соединений состава МисЮНгО М8г, Ва, РЬ
III. 1.1. Синтез и исследование химического состава минералоподобных аналогов уранофана и казолита
III. 1.2. Изучение состава и структуры уранилсиликатов
III. 1.2.1. Исследование кристаллической структуры ураиилсиликата стронция
III. 1.2.2. Исследование уранилсиликатов группы казолита методом рентгенографии
III. 1.3. Исследование функционального состава уранилсиликатов группы казолита методом ИКспектроскопии
III. 1.4. Изучение термической устойчивости и процессов термораспада уранилсиликатов группы казолита
III.2. Определение растворимости уранилсиликатов группы уранофанаказолита
Ш.З. Термодинамическое описание системы кристаллический уранилсиликат насыщенный водный раствор
Ш.4.Моделирование равновесных систем уранилсиликат водный раствор
Ш.4.1. Влияние анионного состава среды на поведение уранилсиликатов группы уранофанаказолита в водном растворе
Ш.4.2. Определение состава донной фазы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Эти явления часто имеют кристаллохимическую природу и могут быть описаны с помощью простых моделей и правил. К5, ПР, ДС уранилсиликатов с целью прогнозирования их поведения в средах, близких к природным, становится одной из важнейших задач современности и представляет научный и практический интерес. Цель работы заключалась в синтезе аналогов некоторых природных уранилсиликатов, получении неизвестных ранее соединений урана, исследовании их свойств, а также изучении поведения в различных водносолевых системах труднорастворимых соединений общей формулы Мт1Ю2АпХпН, где Мт и, К ЯЬ, Сэ, ЫН, У2, Са2 вг2 В а2, РЬ2 Ап 0,ОН3 кт, ЗЮк т2. Диссертационная работа представляет собой комплексное исследование одиннадцати уранилсиликатов общей формулы МтиЛпкпН. Уранилсиликаты стронция, бария и свинца синтезированы впервые. В работе представлены оптимальные методики синтеза, позволившие получить индивидуальные фазы заданного состава со строго фиксированным гидратным числом, а также безводные структурные аналоги уранофана и казолита с высокой степенью кристалличности. Проведен структурнофункциональный, фазовый, элементный и термический анализ впервые полученных соединений. Исследование состояния систем кристаллический уранилсиликат насыщенный водный раствор позволило выявить наряду с индивидуальными особенностями процессов растворения уранилсиликатов группы уранофанаказолита и некоторые общие закономерности их поведения в водных растворах. На основании полученных нами данных предложена количественная физикохимическая модель поведения исследуемых соединений в водных средах. Впервые рассчитаны стандартные функции Гиббса образования уранилсиликатов и термодинамические характеристики процессов их растворения, что позволило построить теоретические кривые растворимости уранилсиликатов в широком диапазоне кислотности среды и при различном содержании контролируемых веществ в водной фазе. Разработан способ количественного определения состава донной фазы при образовании в рассматриваемой системе других труднорастворимых соединений урана. Практическая значимость исследований определяется разработкой оптимальных условий синтеза новых структурных аналогов природных уранилсиликатов, которые рассматриваются как перспективные доступные матричные материалы для связывания урана естественного и техногенного происхождения, а также возможностью прогнозирования их поведения в различных средах. Предложенный способ термодинамического описания системы уранилсиликат водный раствор дает возможность рассчитывать термодинамические характеристики изучаемых систем. Последнее позволяет прогнозировать их поведение в природных условиях и процессах переработки материалов, содержащих радионуклиды, с помощью методов, основанных на знании реальных составов твердого образца и контактирующей с ним водной фазы. Кроме того, представленные в работе результаты дают возможность количественного определения состава донной фазы при образовании вторичных компонентов. Приведенные в диссертации рентгенографические, ИКспектроскопические, термические и термодинамические данные могут быть включены в соответствующие справочники и использованы при рассмотрении и моделировании различных химических процессов с участием изученных соединений. По материалам диссертации опубликовано 4 статьи в журналах Радиохимия и Журнал неорганической химии. Молодые ученые науке, технологиям и профессиональному образованию. Москва, . X Международная научная конференция ЛОМОНОСОВ. Москва, , всероссийских Четвертая Российская конференция по радиохимии Радиохимия . Озерск, . XI Всероссийская научная конференция Проблемы теоретической и экспериментальной химии. Екатеринбург, . Всероссийская научная конференция Молодежь и химия. Красноярск, научных конференциях, а также на конференциях молодых ученых. Работа выполнена на кафедре химии твердого тела Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, приложения и списка литературы, включающего 2 ссылки на работы отечественных и зарубежных авторов.