Фундаментальное материаловедение

Синтез и свойства фосфатных апатитов, содержащих ионы меди в гексагональных
каналах
Зыкин М.А., Казин П.Е.
студент
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
E–mail: miha-fnm@mail.ru
В ходе данной работы были синтезированы соединения со структурой апатита,
содержащие ионы меди в гексагональных каналах, состава
Ca5(PO4)3CuyOy+z(OH)0.5-y-zX0.5, где y меняется от 0,01 до 0,3, Х – анион ОН - , F - или Cl - .
Синтез представлял собой термическую обработку смеси оксидов и карбонатов на
воздухе при 1150ºС. Полученные образцы обладают интенсивной окраской,
изменяющейся в зависимости от содержания меди от розовой до тёмно-фиолетовой, что
позволяет рассматривать данные соединения как перспективные красители. Образцы
были охарактеризованы методами рентгенофазового анализа, оптической спектроскопии
и магнитометрии.
По результатам рентгенофазового анализа были рассчитаны параметры решётки,
позволяющие судить об изменении структуры образцов по сравнению с обычными
апатитами. Спектры поглощения образцов характеризуются двумя основными полосами
поглощения, отнесёнными к d-d переходам меди(II) в линейной координации атомами
кислорода. Также в спектрах присутствуют полосы меньшей интенсивности, которые
могут быть связаны с замещением медью позиций кальция в решётке.
Температурная зависимость магнитной восприимчивости описывается законом
Кюри-Вейсса с близкой к нулю константой Вейсса. По полученной константе Кюри для
каждого образца было рассчитано содержание Cu(II).
Интенсивность основных полос в спектре поглощения коррелирует с
рассчитанным содержанием меди(II). Доля меди(II) по отношению к общему
содержанию меди возрастает в ряду Х: Cl-OH-F, а также при низкотемпературном
отжиге образцов на воздухе. При изменении общего содержания меди в образцах доля
меди(II) меняется мало.