Новые многофункциональные материалы с каркасной структурой. Дизайн, синтез, характеризация, перспективы.

Объекты исследования: номинально чистые и модифицированные алюмосодержащие цеолиты HZSM-5, HBeta, НMOR, НY с разными соотношениями силикатных модулей. Для лучшего понимания особенностей каркасных структур вообще и алюмосиликатных цеолитов в частности, для выявления возможностей экспериментального изучения поликристаллических объектов основными методами (рентгенография и рентгеновская абсорьционная спектроскопия) одновременно рассматриваются монокристаллические объекты. Цель работы – получение и детальная характеризация новых высокоэффэффективных цеолитов и MOF разных композиций с каркасными 3D структурами универсального назначения с установлением природы активных центров, обеспечивающих управление структурной организацией. Этап 1: Получение и детальная характеризация новых высокоэффэффективных номинально чистых и модифицированных алюмосодержащих цеолитов HZSM-5, НZSM-23, НMOR, НY с разными соотношениями силикатных модулей Цеолиты (НBeta, НMOR, НY, НZSM-5) и нанокомпозиты НA/цеолит, НA:M/цеолит (НA- наноразмерный анатаз; M = V, Ni, Ag) изучены методами рентгенографии, XAS, ИК-спектроскопии, БЭТ, РФЭС, СЭМ, ЭДС, ДРС и хемилюминесценции в том числе с использованием приборной базы ЦКП «Структурная диагностика материалов» ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН. Полученные данные совместно с фотокаталитическими, адсорбционными и антимикробными свойствами проанализированы с использованием кристаллохимических положений и литературных данных. Результаты исследований свидетельствуют о реализации фотокаталитических, адсорбционных и биоцидных свойств только для нанокомпозитов НA/цеолит и НA:M/цеолит, что связано с наноразмерным анатазом (НA или НA:M), расположенным на поверхности частиц цеолита. Варьируя методами или условиями получения нанокомпозитов, можно изменять характеристики НA или НA:M, а следовательно, и свойства. Cопоставление результатов структурного анализа и рентгеновской абсорбционной спектроскопии для монокристаллических (на примере семейств хантита - RESc3(BO3)4, RE = Ce, Nd и эвлитина Bi4Ge3O12:Dy3+) и поликристаллических объектов (цеолиты и нанокомпозиты с НА и НА:М) с каркасными структурами позволило определить границы примененимости полнопрофильного метода Ритвельда и предложить стратегию уточнения структур для получения корректных данных о составе и строении алюмосиликатов, а также расширить наши представления о формировании локальной структуры и ее роли в проявляемых функциональных свойствах.