Исследователи из Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН совместно с коллегами из ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАН совершили очередной научный подвиг: они заглянули в загадочный мир натриевых боро-германосиликатных стекол. С помощью метода спектроскопии комбинационного рассеяния они выяснили, что эти стекла обладают весьма занятными сорбционными свойствами.
Пористые стекла, которые они создали, могут стать настоящими героями нашего времени, ведь их можно использовать в качестве мембран, матриц для нанокомпозитов, катализаторов и даже контейнеров для радиоактивных отходов. Важно отметить, что химический состав стекла, как выяснили ученые, играет ключевую роль в формировании его структуры.
«Натриево-боросиликатная система является стандартом в производстве пористых стекол. Однако нет ни одной работы, которая бы исследовала, как замена натрия калием влияет на микроструктуру. Возможно, это связано с тем, что такие исследования требуют высококачественных спектроскопических данных», — поясняет Ольга Королева, заведующая лабораторией кристаллохимии ГЕОХИ РАН.
Стекла создавались методом плавления в муфельной печи. Спектроскопические исследования позволили ученым оценить изменения структуры стекол, выявив корреляции между свойствами стекла и его средним порядком. Исследования адсорбции-десорбции азота при низких температурах помогли определить характеристики пористых материалов и их зависимость от химического состава.
Объем микропор, как оказалось, зависит от содержания германия, а соотношение боратных группировок влияет на удельную поверхность. Возрастание содержания калия увеличивает плотность малорастворимой фазы, что влияет на процесс ликвации и структуру пористого стекла.
Оптимальные характеристики по сорбции Cs и стабильности показало стекло, где натрий полностью заменен калием. Исследование поддержано Минобрнауки России.
