Синтез, строение и физико-химические свойства двойных нитратов, фосфатов и ванадатов тория

• Автор: Сазонов, Александр Александрович
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава I. Общие сведения о комплексных соединениях тория, образующихся в системах МО Ау5 ТЮ2 Н литературный обзор

1.1. Соединения в системе Мк2кО 1ч5 ТЬ Н

1.1.1. Нитраты тория

1.1.2. Двойные нитраты тория с одно и двухвалентными элементаим

1.2. Соединения в системе Мк2кО Р5 ТЬ Н

1.2.1. Фосфаты тория

1.2.2. Двойные фосфаты тория с одно и двухвалентными элементами

1.3. Соединения в системе МО У5 ТЬ Н

1.3.1 .Ванадаты тория

1.3.2. Двойные ванадаты тория с одно и двухвалентными элементами
1.4. Соединения в системах Мк2кО В5 ТЮ2 Н ВУ Аб, 6, Та
Глава И. Аппаратура, реактивы, методы исследования и анализа Экспериментальная часть
.1. Объекты исследования
Н.2.Использованные реактивы
.3. Методики синтеза
П.4. Методы исследования комплексных соединений тория с элементами пятой группы
.4.1. Рентгенофазовый анализ
II.4.2. Рентгеноструктурный анализ
.4.3. Высокотемпературная рентгенография
П.4.4. Инфракрасная спектроскопия
.4.5. Дифференциальная сканирующая калориметрия
.4.6. Реакционная адиабатическая калориметрия
Глава III. Синтез, строение и физикохимические свойства комплексных соединений тория с элементами пятой группы Экспериментальные результаты и их обсуждение
Ш.1. Двойные нитраты тория с одно и двухвалентными элементами
III. 1.1. Синтез
III. 1.2. Изучение кристаллической структуры
Ш.1.3. Исследование методом ИК спектроскопии
III. 1.4. Исследование процессов термораспада
III. 1.5. Исследование методом реакционной адиабатической калориметрии
III. 1.6. Исследование изоморфизма в системе ЫНдДчКгуКЬгТЬСГЮз
1.2. Двойные фосфаты тория с одно и двухвалентными элементами
Ш.2.1. Синтез
Ш.2.2. Изучение кристаллической структуры
III.2.3. Исследование методом ИК спектроскопии
1.2.4. Термическая устойчивость
Ш.З. Двойные ванадаты тория с одно и двухвалентными элементами
1.3.1. Синтез
III.3.2. Кристаллическая структура и закономерности фазообразования двойных ванадатов тория с одно и двухвалентными элементами
III.3.3. Исследование методом ИК спектроскопии
III.3.4. Термическая устойчивость и фазовые переходы
Ш.4. Сравнение структурных характеристик и физикохимических свойств двойных нитратов, фосфатов и ванадатов тория
Выводы
Список литературы


При получении тория на промежуточных стадиях переработки руд происходит образование его нитратов и фосфатов. Кроме того, фосфаты и ванадаты тория являются подходящими матрицами для иммобилизации радиоактивных отходов. В связи с этим разработка методик синтеза сложных нитратов, фосфатов и ванадатов тория, получение новых фаз в этих системах, их комплексное исследование, несомненно, является очень актуальной задачей. Целью диссертационной работы являются синтез и комплексное физикохимическое исследование сложных нитратов, фосфатов и ванадатов тория с одно и двухзарядными элементами в том числе новых и фосфатадифосфата тория. Синтез соединений Мк2кТЬ1Юз6пН М1 ЫН4, К, ЯЬ, Сэ, п0 Мп М, Со, , Ъл, Мп, п8, МкТЬ,. Р4. М1 1л, Ыа, А, К, Юз, Т1, Сб М С, Са, вг, РЬ, ТЬ4Р4Р7 и МкТЬ3. У4. Определение стандартных энтальпий образования сложных нитратов тория с одно и двухзарядными катионами методом реакционной адиабатической калориметрии при Т8. Исследование изоморфизма в системе НН42К2уКЬ2ЛЬНОзб методами рентгенографии, ИКспектроскопии и калориметрии. Выявление особенностей фазообразования в изучаемых рядах соединений тория, определение кристаллохимических границ существования рядов, установление влияния природы атомов на структурообразование, а также количественных закономерностей изменения кристаллографических характеристик. Впервые получены и описаны 3 двойных ванадата тория МкТЬ3. У4. М1 Т1 Мп Мп, Ва и 2 двойных нитрата тория МТйКОзб М1 К, Сэ. ЛЬТКЫСЭДб. Исследованы термическая устойчивость, фазовые переходы и процессы термораспада изученных соединений. Мк. СаТЬРг 3РЬТЬУ2 и ВаТЪУ2. Впервые получены ИК спектры двойных нитратов и ванадатов тория, проведено отнесение полос поглощения в спектрах. Измерены стандартные энтальпии образования 9 двойных нитратов тория. Проведена кристаллохимическая систематика соединений системы Мк2лО Ау5 ТЪ Н, выполнена сравнительна характеристика их структурных и физикохимических свойств. Проведено комплексное физикохимическое исследование нескольких семейств соединений тория, представляющих практическую значимость для внедрения ториевого топливного цикла в атомную энергетику. Изучено их строение, термическая стабильность и процессы, протекающие при нагреве, что важно для их применения в качестве матриц для иммобилизации радиоактивных отходов. Определены энтальпии образования и синтеза из растворов двойных нитратов тория, эти данные могут быть использованы для оптимизации процесса извлечения тория из руд в ходе азотнокислой переработки. Получены новые химические соединения, расширяющие известные границы рядов соединений тория. Приведенный в диссертации экспериментальный материал по структурным, рентгенографическим, термическим, термохимическим и спектроскопическим характеристикам двойных нитратов, фосфатов и ванадатов тория может быть включен в соответствующие справочные издания и учебные пособия по неорганической химии, кристатлохимии, химической термодинамике и спектроскопии. Основные положения диссертации. Синтез соединений, в том числе новых, принадлежащих к рядам Мк2кТКЫ0збпН М1 , К, , , п0 М , Со, i, , , 8, 3. V.i 1 i, , , , , , , , , , , и . Изучение кристаллической структуры соединений методами рентгеноструктурного и рентгенофазового анализа. Проведение кристаллохимической систематики изученных соединений. Исследование процессов, происходящих при нагревании, методами дифференциальной сканирующей калориметрии и высокотемпературной рентгенографии. Спектроскопическое исследование соединений. Термохимическое исследование двойных нитратов тория. Исследование изоморфизма в системе 42X. ИКспектроскопии и калориметрии. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на ii i , i, , Пятой Российской конференции по радиохимии Дубна, , XVI Международном совещании Кристаллохимия и рентгенография минералов Миасс, , конференции Современные проблемы термодинамики и теплофизики Новосибирск, , а также на различных региональных конференциях. По теме диссертации опубликовано 5 статей в центральных академических журналах Журнал неорганической химии, Координационная химия, Радиохимия.