Развитие научных основ формирования функциональных материалов с заданными свойствами на основе сложных оксидных систем и микросфер энергетических зол

Отчет 63 с., 24 рис., 11 табл., 27 источников, 6 прил. Публикации по проекту (количество): статьи – 12, патентов – 2, материалы и тезисы конференций – 9. Кадровый состав: научных сотрудников 12, докторов наук – 2, кандидатов наук – 7; инженерно-технических работников – 5; до 39 лет – 1; студентов – 4. Объекты исследования. Перовскиты; ферритные катализаторы; мембранные материалы; композитные и керамические материалы; сорбционно-активные материалы; композитные вяжущие материалы. Цель работы. Определение взаимосвязи химического, фазового составов, морфологии, структурных характеристик сложных оксидных систем и узких фракций микросфер состава SiO2–Al2O3–FeO и CaO–SiO2–Al2O3–FeO, выделенных из летучих зол, как основы для формирования эффективных катализаторов окислительного превращения метана; мембранных материалов для высокоэффективного разделения газовых смесей; микросферических адсорбционно активных систем для извлечения из водных сред катионов токсичных металлов; керамических и композитных материалов высокой прочности. Важнейшие результаты. Впервые установлено, что количество подвижного кислорода в тетрагональной упорядоченной фазе (Ln0.2Sr0.8)CoO3- в ряду Dy–Gd–Sm линейно возрастает с увеличением ионного радиуса катиона Ln3+. Установлено, что фаза CaO в наиболее активных в окислительном превращении метана двухфазных катализаторах составов CaO‒Ca2Fe2O5 не влияет на высокотемпературный фазовый переход в Ca2Fe2O5, сопровождаемый изменением симметрии решетки с примитивной на объемно- центрированную. Разработана модель миграции легких инертных газов Не, Ne в кварцевых стеклах пониженной плотности, объясняющая возникновение их аномальной диффузии. Разработаны новые микросферические композитные сорбенты для ресурсосберегающей технологии сорбционно-контактной сушки термолабильных материалов, позволяющие достигать требуемых значений влажности семян сельскохозяйственных культур с улучшением их качественных показателей по сравнению с традиционным тепловым способом. Впервые синтезированы микро/мезо/ макропористые каркасные цирконосиликаты натрия на основе композиции фаз Na4Zr2(SiO4)3 (гексагон., пр. гр. R-3c) и Na4ZrSi3O10 (монокл., пр. гр. C2/c), относящихся к семейству NASICON, с использованием в качестве источника кремния узкой фракции ценосфер, демонстрирующие в процессе сорбции Cs+ высокие коэффициенты распределения. Установлены основные факторы, влияющие на свойства растворов и паст при получении тампонажных материалов с использованием промышленных дисперсных фракций высококальциевых летучих зол, определены оптимальные составы композитных тампонажных цементов. По набору монокристальных экспериментов высокого разрешения отобраны надёжно уточняемые параметры простых моделей деформационной плотности, пригодные для прецизионного порошкового рентгеноструктурного анализа с применением метода минимизации производной разности.