Химики 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 предложили экологичный метод синтеза производных редкоземельных металлов с помощью ультразвука
Ученые Санкт‑Петербургского государственного университета и Санкт‑Петербургского политехнического университета Петра Великого разработали экологичный метод синтеза лантаноидов — редкоземельных металлов, используемых в материаловедении. Синтез проводится в присутствии ультразвука и не требует особых температурных условий, в отличие от классических подходов, что позволяет легко масштабировать его для производственных задач.
Результаты исследования опубликованы в?научном журнале Chemistry.
Редкоземельные металлы (РЗМ)?— это?группа из?17?химических элементов, включающая 15?лантаноидов. Некоторые из?этих?соединений встречаются в?земной коре даже чаще, чем свинец или?золото, однако?их?сложно добывать и?очищать, поскольку их?концентрация в?минералах крайне мала. Кроме того, практически всегда редкоземельные металлы присутствуют в?рудах совместно, при?этом их?соединения близки по?химическим свойствам, что существенно затрудняет их?деление.
В?число лантаноидов входят лантан, церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций, а?также скандий и?иттрий.
Редкоземельные металлы являются важнейшим компонентом современной микроэлектроники, активно используются в?ядерной и?космической отрасли, при?создании катализаторов и?лазеров. Именно поэтому добыча и?качественная обработка этих?элементов является приоритетом для?многих стран.
Химики Санкт?Петербургского университета давно занимаются синтезом и?разработкой лантаноидов для?улучшения их?ключевых свойств и?ранее предложили метод гибридных светящихся полимеров для?датчиков и?экранов гаджетов.
В?своей новой работе специалисты 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 разработали новый метод синтеза микрокристаллических металлорганических каркасных структур лантаноидов, относящихся к?редкоземельным металлам.
Металл?органические каркасы (МОКС)?— это?гибридные материалы, объединяющие свойства неорганических и?органических соединений. Их?высокая пористость, регулируемая структура и?функциональность открывают перспективы для?катализа, газоразделения, сенсорики и?медицины. Особенно перспективны МОКС на?основе лантаноидов, обладающие люминесценцией и?применимые в?светодиодах, биовизуализации и?детектировании вредных веществ. Однако?классические методы синтеза требуют высоких температур и?длительного времени, что затрудняет их?масштабирование.
?Мы?разработали экологичный метод синтеза мелкодисперсных материалов с?применением ультразвука. К?растворам солей лантаноидов, помещенных в?ультразвуковую ванну, по?каплям добавлялся раствор терефталата натрия. В?результате реакции микрочастицы терефталатов лантаноидов выпадали в?осадок и?затем легко выделялись центрифугированием. В?отличие от?традиционных методов предложенный нами подход не?требует добавления поверхностно?активных веществ или?органических растворителей, что делает процесс более экологичным?,?— объяснил руководитель научной группы, доцент кафедры лазерной химии и?лазерного материаловедения 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Андрей Мерещенко.
Этот?метод легко масштабируется и?может быть адаптирован для?получения других металлоорганических соединений, открывая новые возможности в?материаловедении. Полученные материалы обладают высокой удельной поверхностью, что делает их?перспективными для?сорбции и?катализа, а?люминесцентные свойства некоторых соединений позволяют использовать их?в?сенсорах для?детектирования тяжелых металлов и?органических соединений.
Благодаря контролируемой морфологии и?структуре, терефталаты лантаноидов могут найти применение в?различных областях, включая охрану окружающей среды и?фотонику. В?дальнейшем ученые 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 планируют более детально исследовать люминесцентные и?каталитические свойства подобных соединений редкоземельных металлов, чтобы раскрыть их?полный потенциал и?сферы использования.
Исследование ?Гетерометаллические терефталаты редкоземельных элементов для?создания люминесцентных сенсоров? поддержано Российским научным фондом. Работы проводились на?кафедре лазерной химии и?лазерного материаловедения Санкт?Петербургского государственного университета с?использованием оборудования ресурсных центров Научного парка 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入.
?Исследования с?помощью электронной микроскопии показали, что частицы терефталатов большинства лантаноидов имеют форму овальных пластин размером от?2?до?10?мкм. Частицы терефталата лютеция имеют форму микроскопических кирпичиков, что подтверждает влияние структуры на?форму кристаллов. Также мы?обнаружили, что ультразвуковая обработка предотвращала агрегацию частиц, тогда как?синтез без?ультразвука приводил к?образованию крупных неоднородных агрегатов?,?— прокомментировал руководитель научной группы, доцент кафедры лазерной химии и?лазерного материаловедения 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Андрей Мерещенко.
Санкт?Петербургский государственный университет?— старейший университет России?— был основан 28?января (8?февраля) 1724?года, когда Петр I?издал указ об?учреждении Университета и?Российской академии наук. Сегодня 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入?— один из?крупнейших научно?образовательных центров. Здесь учатся более 20?тысяч студентов, созданы более 15?крупных лабораторий и?23?ресурсных центра, входящих в?ведущий Научный парк страны. 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入ники Университета неоднократно становились лауреатами Нобелевской и?Филдсовской премий.
С?недавних пор Северная столица официально отмечает новый праздник?— День Санкт?Петербургского государственного университета, внесенный в?закон Санкт?Петербурга ?О?праздниках и?памятных датах в?Санкт?Петербурге?.
В?феврале 2025?года состоялась торжественная церемония, в?ходе которой космонавты ?Роскосмоса? передали Университету флаг ?300 лет 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入?, проделавший путь до?Международной космической станции и?обратно.