Вплив катіонів цезію на формування фосфатів у водних розчинах системи Сa²⁺—Cs⁺—M⁺—PO₄³⁻—NO₃⁻ (M⁺ — Na⁺, K⁺)

Розглянуто особливості впливу катіонів цезію на формування кальцію фосфатів в умовах співосадження з водних розчинів системи Сa²⁺—Cs⁺—M⁺—PO₄³⁻—NO₃⁻ (M⁺ — Na⁺, K⁺) за значень мольних співвідношень Са²⁺/РО₄³⁻ = 1,67; М⁺/Cs⁺ = 1,0 та 2,0. Синтезовані зразки досліджено методами порошкової рентгенограф...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2018
Hauptverfasser:	Лівіцька, О.В., Струтинська, Н.Ю., Слободяник, М.С.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2018
Schriftenreihe:	Доповіді НАН України
Schlagworte:	Хімія
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/144554
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Вплив катіонів цезію на формування фосфатів у водних розчинах системи Сa²⁺—Cs⁺—M⁺—PO₄³⁻—NO₃⁻ (M⁺ — Na⁺, K⁺) / О.В. Лівіцька, Н.Ю. Струтинська, М.С. Слободяник // Доповіді Національної академії наук України. — 2018. — № 11. — С. 68-75. — Бібліогр.: 15 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-144554
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1445542018-12-29T01:23:11Z Вплив катіонів цезію на формування фосфатів у водних розчинах системи Сa²⁺—Cs⁺—M⁺—PO₄³⁻—NO₃⁻ (M⁺ — Na⁺, K⁺) Лівіцька, О.В. Струтинська, Н.Ю. Слободяник, М.С. Хімія Розглянуто особливості впливу катіонів цезію на формування кальцію фосфатів в умовах співосадження з водних розчинів системи Сa²⁺—Cs⁺—M⁺—PO₄³⁻—NO₃⁻ (M⁺ — Na⁺, K⁺) за значень мольних співвідношень Са²⁺/РО₄³⁻ = 1,67; М⁺/Cs⁺ = 1,0 та 2,0. Синтезовані зразки досліджено методами порошкової рентгенографії, ІЧ спектроскопії, сканувальної електронної мікроскопії та елементного аналізу. Встановлено, що в умовах співосадження з водних розчинів катіони цезію сприяють формуванню фази на основі α-Са₃(РО₄)₂. Рассмотрены особенности влияния катионов цезия на формирование кальция фосфатов в условиях соосаждения из водных растворов системы Сa²⁺—Cs⁺—M⁺—PO₄³⁻—NO₃⁻ (M⁺ — Na⁺, K⁺) при значениях мольных соотношений Са²⁺/РО₄³⁻ = 1,67; М⁺/Cs⁺ = 1,0 и 2,0. Синтезированные образцы исследованы методами порошковой рентгенографии, ИК спектроскопии, сканирующей микроскопии и элементного анализа. Установлено, что в условиях соосаждения из водных растворов катионы цезия способствуют формированию фазы на основе α-Са₃(РО₄)₂. Peculiarities of the influence of cesium cations on the formation of calcium phosphates at the coprecipitation from aqueous solutions of the systems Сa²⁺—Cs⁺—M⁺—PO₄³⁻—NO₃⁻ (M⁺ — Na⁺, K⁺) (at the molar ratios Са²⁺/РО₄³⁻ = 1,67; М⁺/Cs⁺ = 1,0 and 2.0) have been investigated. The samples have been characterized using the powder X-ray diffraction method, FTIR-spectroscopy, scanning electron microscopy, and elemental ana lisys. It is found that cesium cations cause the formation of phases based on α-Са₃(РО₄)₂ at the precipitation from aqueous solutions. 2018 Article Вплив катіонів цезію на формування фосфатів у водних розчинах системи Сa²⁺—Cs⁺—M⁺—PO₄³⁻—NO₃⁻ (M⁺ — Na⁺, K⁺) / О.В. Лівіцька, Н.Ю. Струтинська, М.С. Слободяник // Доповіді Національної академії наук України. — 2018. — № 11. — С. 68-75. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. 1025-6415 DOI: doi.org/10.15407/dopovidi2018.11.068 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/144554 546.185 uk Доповіді НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Хімія Хімія
spellingShingle	Хімія Хімія Лівіцька, О.В. Струтинська, Н.Ю. Слободяник, М.С. Вплив катіонів цезію на формування фосфатів у водних розчинах системи Сa²⁺—Cs⁺—M⁺—PO₄³⁻—NO₃⁻ (M⁺ — Na⁺, K⁺) Доповіді НАН України
description	Розглянуто особливості впливу катіонів цезію на формування кальцію фосфатів в умовах співосадження з водних розчинів системи Сa²⁺—Cs⁺—M⁺—PO₄³⁻—NO₃⁻ (M⁺ — Na⁺, K⁺) за значень мольних співвідношень Са²⁺/РО₄³⁻ = 1,67; М⁺/Cs⁺ = 1,0 та 2,0. Синтезовані зразки досліджено методами порошкової рентгенографії, ІЧ спектроскопії, сканувальної електронної мікроскопії та елементного аналізу. Встановлено, що в умовах співосадження з водних розчинів катіони цезію сприяють формуванню фази на основі α-Са₃(РО₄)₂.
format	Article
author	Лівіцька, О.В. Струтинська, Н.Ю. Слободяник, М.С.
author_facet	Лівіцька, О.В. Струтинська, Н.Ю. Слободяник, М.С.
author_sort	Лівіцька, О.В.
title	Вплив катіонів цезію на формування фосфатів у водних розчинах системи Сa²⁺—Cs⁺—M⁺—PO₄³⁻—NO₃⁻ (M⁺ — Na⁺, K⁺)
title_short	Вплив катіонів цезію на формування фосфатів у водних розчинах системи Сa²⁺—Cs⁺—M⁺—PO₄³⁻—NO₃⁻ (M⁺ — Na⁺, K⁺)
title_full	Вплив катіонів цезію на формування фосфатів у водних розчинах системи Сa²⁺—Cs⁺—M⁺—PO₄³⁻—NO₃⁻ (M⁺ — Na⁺, K⁺)
title_fullStr	Вплив катіонів цезію на формування фосфатів у водних розчинах системи Сa²⁺—Cs⁺—M⁺—PO₄³⁻—NO₃⁻ (M⁺ — Na⁺, K⁺)
title_full_unstemmed	Вплив катіонів цезію на формування фосфатів у водних розчинах системи Сa²⁺—Cs⁺—M⁺—PO₄³⁻—NO₃⁻ (M⁺ — Na⁺, K⁺)
title_sort	вплив катіонів цезію на формування фосфатів у водних розчинах системи сa²⁺—cs⁺—m⁺—po₄³⁻—no₃⁻ (m⁺ — na⁺, k⁺)
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
publishDate	2018
topic_facet	Хімія
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/144554
citation_txt	Вплив катіонів цезію на формування фосфатів у водних розчинах системи Сa²⁺—Cs⁺—M⁺—PO₄³⁻—NO₃⁻ (M⁺ — Na⁺, K⁺) / О.В. Лівіцька, Н.Ю. Струтинська, М.С. Слободяник // Доповіді Національної академії наук України. — 2018. — № 11. — С. 68-75. — Бібліогр.: 15 назв. — укр.
series	Доповіді НАН України
work_keys_str_mv	AT lívícʹkaov vplivkatíonívcezíûnaformuvannâfosfatívuvodnihrozčinahsistemisa2csmpo43no3mnak AT strutinsʹkanû vplivkatíonívcezíûnaformuvannâfosfatívuvodnihrozčinahsistemisa2csmpo43no3mnak AT slobodânikms vplivkatíonívcezíûnaformuvannâfosfatívuvodnihrozčinahsistemisa2csmpo43no3mnak
first_indexed	2025-07-10T19:36:37Z
last_indexed	2025-07-10T19:36:37Z
_version_	1837289916153724928
fulltext	68 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2018. № 11 ОПОВІДІ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ © О.В. Лівіцька, Н.Ю. Струтинська, М.С. Слободяник, 2018 В останні десятиліття значний інтерес привертають складнозаміщені кальцію фосфати, матеріали на основі яких широко застосовуються в сфері медицини (розробка матеріа- лів-замінників кісткової тканини) [1—3], каталізу органічних реакцій [4, 5], створення ефективних нелінійно-оптичних матеріалів [6], адсорбентів [7—9] тощо. Така різноманіт- ність областей використання зумовлена наявністю комплексу корисних властивостей, а саме: хімічної стабільності, механічної міцності, біосумісності. Слід також зазначити, що властивості кальцію фосфатів значною мірою залежать від природи замісників у підґратках їх структури та наявності дефектів. Останнім часом у зв’язку з необхідністю вирішення екологічних проблем, пов’язаних з утворенням, накопиченням та поширенням радіоактивних елементів, досліджуються мож- ливості зв’язування таких катіонів (зокрема, цезію та стронцію) у стійкі матриці кальцію фосфатів апатитового та вітлокітового типу [10]. В даному випадку передбачається реалі- зація гетеровалентного заміщення в катіонних підґратках кристалічних структур, що мо- же бути здійснено в умовах кристалізації багатокомпонентних розплавів, твердофазної вза- ємодії, а також співосадження з водних розчинів. У роботі наведено результати дослідження впливу присутності катіонів цезію у водних розчинах на формування кальцію фосфатів у системі Сa2+—Cs+—M+—PO4 3–—NO3 – (M+— doi: https://doi.org/10.15407/dopovidi2018.11.068 УДК 546.185 О.В. Лівіцька, Н.Ю. Струтинська, М.С. Слободяник Київський національний університет ім. Тараса Шевченка E-mail: oksanalivitska@gmail.com Вплив катіонів цезію на формування фосфатів у водних розчинах системи Сa2+—Cs+—M +—PO4 3–—NO3 – (M + — Na+, K+) Представлено членом-кореспондентом НАН України М.С. Слободяником Розглянуто особливості впливу катіонів цезію на формування кальцію фосфатів в умовах співосадження з водних розчинів системи Сa2+—Cs+—M+—PO4 3–—NO3 – (M+ — Na+, K+) за значень мольних співвідношень Са2+/РО4 3– = 1,67; М+/Cs+ = 1,0 та 2,0. Синтезовані зразки досліджено методами порошкової рентгеногра- фії, ІЧ спектроскопії, сканувальної електронної мікроскопії та елементного аналізу. Встановлено, що в умо- вах співосадження з водних розчинів катіони цезію сприяють формуванню фази на основі α-Са3(РО4)2. Ключові слова: складні фосфати, співосадження, ТГ/ДТА, сканувальна електронна мікроскопія. ХІМІЯ 69ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2018. № 11 Вплив катіонів цезію на формування фосфатів у водних розчинах системи Сa2+—Cs+—M+—PO4 3–—NO3 –... Na+ та K+, мольне співвідношення Са2+/РО4 3– = 1,67) в умовах співосадження. Як фосфат- ну компоненту використано суміш дигідрофосфату цезію з дигідрофосфатом натрію чи калію, взятих у мольних співвідношеннях М+/Cs+= 1,0 та 2,0. Синтезовані зразки дослідже- но методами порошкової рентгенографії, інфрачервоної (ІЧ) спектроскопії, термограві- метрії і диференціально-термічного аналізу (ТГ/ДТА), сканувальної електронної мікроско- пії (СЕМ) та енергодисперсійної спектроскопії. Експериментальна частина. Синтез складнозаміщених кальцію фосфатів здійснюва- ли методом співосадження з водних розчинів системи Сa2+—Cs+—M+—PO4 3–—NO3 – (M+ — Na+, K+) при мольному співвідношенні Са2+/РО4 3– = 1,67 та рН 12. Як вихідні компоненти використовували такі речовини: Ca(NO3)2 · 4H2O (“ч. д. а”), CsH2PO4 (“ч. д. а”), NaH2PO4 (“ч. д. а”) та KH2PO4 (“ч. д. а”). З метою з’ясування впливу різних кількостей катіонів це- зію на склад одержаних фосфатів змінювали мольне співвідношення М+/Cs+ = 1,0 та 2,0 у вихідному розчині. Методика експерименту передбачала змішування розчинів, що міс- тили нітрат кальцію та суміш дигідрофосфатів лужних металів, при рН 12 (досягали до- даванням розчину аміаку). Одержані аморфні осади фільтрували, промивали на фільтрі дистильованою водою до відсутності якісної реакції на нітрат-іон та висушували при 100 °С протягом 48 год. В подальшому зразки нагрівали до температури 700 °С та аналізували. Синтезовані фосфати охарактеризовано з використанням методів: порошкової рент- генографії (дифрактометр Shimadzu XRD-6000 з графітовим монохроматором, метод 2θ безперервного сканування зі швидкостями від 1 °/хв; 2θ = 5,0—80,0°), ІЧ спектроскопії (спектрометр “PerkinElmer Spectrum BX” для запресованих зразків у диски з КВr, діапазон зйомки 400—4000 см–1), сканувальної електронної мікроскопії (мікроскоп Zeiss Gemini 1540XB з вбудованим енергодисперсійним рентгенівським аналізатором) та термогравіме- трії (синхронний ТГ/ДТА аналізатор Shimadzu DTG-60H, зразки нагрівали на повітрі від кімнатної температури до 1000 °С зі швидкістю 10 °С/хв, як стандартний матеріал для по- рівняння використовували α-Al2O3). Результати і їх обговорення. Вплив катіонів цезію на особливості формування каль цію фосфатів в умовах співосадження у водних розчинах системи Сa2+—Cs+—M+—PO4 3–—NO3 – Рис. 1. ІЧ спектри зразків, синтезованих у водних розчинах системи Сa2+—Cs+—M+—PO4 3–—NO3 – з моль- ним співвідношенням М+/Cs+ = 1,0 та 2,0 для M+ — Na+ (криві 1, 3 відповідно) та K+ (криві 2, 4), висушених при 100 °С (а) та нагрітих до 700 °С (б) 70 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2018. № 11 О.В. Лівіцька, Н.Ю. Струтинська, М.С. Слободяник (M+ — Na+ та K+) досліджували при мольному співвідношенні Са2+/РО4 3– = 1,67, викорис- товуючи суміш дигідрофосфату цезію з дигідрофосфатом натрію чи калію, взятих у різних мольних співвідношеннях М+/Cs+ = 1,0 та 2,0. За даними ІЧ спектроскопії для висушених зразків встановлено присутність у їх складі ортофосфатного типу аніона (смуги у частотних областях 1000—1100 см–1 (ν1 і ν3) та 560—600 см–1 (ν4), що належать до коливань РО4-тет- раедрів) та значної кількості сорбованої води (широка смуга в діапазоні 3200—3600 см–1) (рис. 1, а). Коливальні моди незначної інтенсивності в частотних областях 1300—1600 та 850—900 см–1 свідчать про незначну кількість карбонатних груп, що формуються як не- контрольований допант в умовах співосадження фосфату у водному розчині з рН 12 (див. рис. 1, а). Результати термогравіметрії засвідчили, що термічна поведінка синтезованих по- рошків при їх нагріванні від кімнатної температури до 900 °С не залежить від умов їх одер- жання (природи лужного металу та співвідношення М+/Cs+) (рис. 2). Загальною закономір- ністю є зменшення маси до 10 % (мас.) під час їх нагрівання до температури 200 °С, що зу- мовлена видаленням сорбованої води, а подальше підвищення температури до 900 °С призводить до втрати маси ще на 5 % (мас.) (див. рис. 2). З метою дослідження фазового складу синтезовані фосфати нагрівали до температури 700 °С протягом години та аналізували методом порошкової рентгенографії. Виявлено, що фазовий склад одержаних зразків після нагрівання залежить від співвідношення М+/Cs+ у вихідному розчині та природи каті- она лужного металу (натрій чи ка- лій) (таблиця, рис. 3). Встановлено, що монофазний каль цію фосфат вітлокітового струк- турного типу (β-Ca3(PO4)2) фор му- ється в процесі нагрівання зразка, синтезованого в калієвмісному роз- чині при мольному співвідношенні М+/Cs+= 2,0 (див. таблицю, рис. 3, а). Умови одержання та фазовий склад зразків після нагрівання при 700 °С,одержаних у водних розчинах системи Сa2+—Cs+—M +—PO4 3–—NO3 – (M + — Na+ та K+) Зразок M + Мольне співвідношення М +/Cs+ Структурний тип фази 1 Na 1,0 α-Са3(РО4)2 + β-Са3(РО4)2 2 K 1,0 α-Са3(РО4)2 + β-Са3(РО4)2 3 Na 2,0 α-Са3(РО4)2 + β-Са3(РО4)2 4 K 2,0 β-Са3(РО4)2 Рис. 2. Термограми зразків, синтезованих у водних розчинах системи Сa2+—Cs+—M+—PO4 3–—NO3 – з моль- ним співвідношенням М+/Cs+ = 1,0 для M+ — Na+ (а) та K+ (б) 71ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2018. № 11 Вплив катіонів цезію на формування фосфатів у водних розчинах системи Сa2+—Cs+—M+—PO4 3–—NO3 –... Рис. 3. Рентгенограми зразків, синтезованих у водних розчинах системи Сa2+—Cs+—M+—PO4 3–—NO3 – з мольним співвідношенням М+/Cs+ = 2,0 та нагрітих до 700 °С, для M+ — K+ (#00-009-0169) (а), Na+ (1 — #00-009-0169 та 2 — #00-029-0359) (б) Рентгенограму індексовано в тригональній сингонії (просторова група R-3c), а розраховані параметри комірки: a = 10,445(8) Å, c = 37,420(4) Å, є дещо більшими за відповідні для β-Ca3(PO4)2 (a = 10,429 Å, c = 37,38 Å) [11]. Останнє свідчить про реалізацію гетеровалент- ного заміщення катіонів кальцію катіонами лужних металів у матриці β-Ca3(PO4)2 (віт ло- кітового типу). За даними літератури, каркас вітлокітового типу формують оксигенові 72 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2018. № 11 О.В. Лівіцька, Н.Ю. Струтинська, М.С. Слободяник поліедри катіонів кальцію (СаОх) та РО4-татраедри, а кристалографічна формула Ca0,5[Ca10(PO4)7]. При заміщенні катіонів кальцію катіонами лужних металів останні за- міщують кальцій в одному типі кристалографічних позицій та заселяють порожнинні по- зиції з формуванням фосфатів загального складу Ca0,5 – хМ2х[Ca10(PO4)7] [12]. Для решти синтезованих зразків виявлено формування суміші фаз на основі α-Са3(РО4)2 та β-Са3(РО4)2 (вітлокітовий структурний тип) (див. таблицю, рис. 3, б). Слід відзначити, що формування фази на основі α-Са3(РО4)2 в умовах співосадження виявлено вперше. Раніше повідомлялося, що зазначена фаза є стабільною лише в температурному інтервалі 1120—1470 °С і нестійкою при кімнатній температурі [13]. Розрахунок параметрів комірки для фаз вітлокітового типу виявив, що лише для зразка, синтезованого в натрієвмісному розчині з мольним співвідношенням Na+/Cs+ = 2,0, значення є дещо більшими (a = 10,493(1) Å, c = 37,331(4) Å) порівняно з відповідними для β-Ca3(PO4)2. Для зазначеного фосфату, за даними елементного аналізу, вміст катіонів натрію становить 1,1 % (мас.), тоді як у зразка, синтезованого при Na+/Cs+ = 1,0 — лише 0,6 % (мас.). Для зразків, синтезованих у присут- ності катіонів калію при мольних співвідношеннях К+/Cs+ = 1,0 чи К+/Cs+ = 2,0, вміст остан- нього становить 0,15 чи 0,8 % (мас.) відповідно. Спільною особливістю для всіх синтезо- ваних фосфатів є вміст катіонів цезію менше 0,2 % (мас.). При цьому слід відзначити, що зі збільшенням кількості катіонів натрію чи калію у вихідному розчині підвищується їх вміст у фосфатах, а у випадку катіонів цезію такої закономірності не відмічено. Очевидно, остан- нє зумовлено істотнішою різницею в іонних радіусах кальцію та цезію. Варто зазначити, що збільшення кількості катіонів калію в складі фосфату (синтезованого при К+/Cs+ = 2,0) нівелює вплив катіонів цезію (що спричинюють утворення фази на основі α-Са3(РО4)2) та сприяє формуванню монофазного фосфату вітлокітового типу. У наших попередніх дослідженнях [14, 15] показано, що під час утворення кальцію фос- фатів у водних розчинах у присутності катіонів натрію чи калію формуються виключно фази на основі β-Са3(РО4)2 (вітлокітовий структурний тип), що містять різну кількість за- значених катіонів лужних металів залежно від типу використаного фосфату (орто-, гідро- чи дигідрофосфату) лужного металу [14, 15]. Додавання ж цезію у вихідний розчин сприяє стабілізації фази на основі α-Са3(РО4)2. В ІЧ спектрах зразків, які нагрівали до температури 700 °С, смуги в частотних областях 3200—3600 та 1400—1500 см–1 не виявлені, що свідчить про відсутність сорбованої води та карбонатних груп у структурах одержаних фосфатів (див. рис. 2, б). Рис. 4. Мікрофотографії скануваль- ної електронної мікроскопії зразків, синтезованих у водних розчинах сис- теми Сa2+—Cs+—M+—PO4 3–—NO3 – з мольним співвідношенням М+/Cs+ = = 1,0 для M+ — Na+ (а) та K+ (б) і нагрітих до 700 °С 73ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2018. № 11 Вплив катіонів цезію на формування фосфатів у водних розчинах системи Сa2+—Cs+—M+—PO4 3–—NO3 –... За даними сканувальної електронної мікроскопії встановлено, що у всіх випадках кальцію фосфати формуються у вигляді керамік з розмірами гранул від 500 до 900 нм (рис. 4). Таким чином, дослідження взаємодії у водних розчинах системи Сa2+—Cs+—M+—PO4 3–— NO3 – (M+ — Na+ та K+, мольні співвідношення Са2+/РО4 3– = 1,67, М+/Cs+ = 1,0 та 2,0) ви- явило вплив катіонів цезію на особливості формування кальцію фосфатів, що виявляє ться у стабілізації фаз на основі α-Са3(РО4)2. Встановлено, що у випадку каліє-цезіє вмісної сис- теми збільшення кількості катіонів калію сприяє утворенню фосфату вітлокітового струк- турного типу Ca0,5 – х(K/Cs)2х[Ca10(PO4)7]. Одержані результати свідчать про те, що в умо- вах співосадження формуються кальцію фосфати, що містять лише незначну кількість каті- онів цезію (до 0,2 % (мас.)). ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА 1. Boehm A., Meininger S., Tesch A., Gbureck U., Müller F. The mechanical properties of biocompatible apatite bone cement reinforced with chemically activated carbon fibers. Materials. 2018. 11. P. 192—203. doi: https:// doi.org/10.3390/ma11020192 2. Haider A., Haider S., Han S.S., Kang I.K. Recent advances in the synthesis, functionalization and biomedical applications of hydroxyapatite: a review. RSC Adv. 2017. 7. P. 442—7458. doi: https:// doi.org/10.1039/ C6RA26124H 3. Bose S., Tarafder S. Calcium phosphate ceramic systems in growth factor and drug delivery for bone tissue engineering: A review. Acta Biomater. 2012. 8. P. 1401—1421. doi: https://doi.org/10.1016/j.actbio. 2011.11.017 4. Miao D., Cavusoglu G., Lichtenberg H., Yu J., Xu H., Grunwaldt J.D., Goldbach A. Water-gas shift reaction over platinum/strontium apatite catalysts. Appl. Catal. B: Environ. 2017. 202. P. 587—596. doi: https://doi. org/10.1016/j.apcatb.2016.09.059 5. Gruselle M., Tonsuaadu K. Tunable calcium-apatites as solid catalysts for classical organic reactions. Curr. Org. Chem. 2017. 21. P. 688—697. doi: https:// doi.org/10.2174/1385272821666161219155302 6. Rosticher C., Viana B., Maldiney Th., Richard C., Chanéac C. Persistent luminescence of Eu, Mn, Dy doped calcium phosphates for in-vivo optical imaging. J. Luminescence. 2016. 170. P. 460—466. doi: https://doi. org/10.1016/j.jlumin.2015.07.024 7. Oliva J., De Pablo J., Cortina J.L., Cama J., Ayora C. The use of Apatite II™ to remove divalent metal ions zinc(II), lead(II), manganese(II) and iron(II) from water in passive treatment systems: Column experiments. J. Hazard. Mater. 2010. 184. P. 364—374. doi: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.08.045 8. Zhu R., Yu R., Yao J., Mao D., Xing C., Wang D. Removal of Cd2+ from aqueous solutions by hydroxyapatites. Catal. Today. 2008. 139. P. 94—99. doi: https:// doi.org/10.1016/j.cattod.2008.08.011 9. Oliva J., De Pablo J., Cortina J.L., Cama J., Ayora C. Removal of cadmium, copper, nickel, cobalt and mercury from water by Apatite II™: Column experiments. J. Hazard. Mater. 2011. 194. P. 312—323. doi: https://doi. org/10.1016/j.jhazmat.2011.07.104 10. Rigali M.J., Brady P.V., Moore R.C. Radionuclide removal by apatite. Amer. Mineral. 2016. 101. P. 2611— 2619. doi: https:// doi.org/10.2138/am-2016-5769 11. Yashima M., Sakai A., Kamiyama T., Hoshikawa A. Crystal structure analysis of β-tricalcium phosphate Ca3(PO4)2 by neutron powder diffraction. J. Solid State Chem. 2003. 175. P. 272—277. doi: https://doi. org/10.1016/S0022-4596(03)00279-2 12. Morozov V.A., Belik A.A., Kotov R.N., Presnyakov I.A., Khasanov S.S., Lazoryak B.I. Crystal structures of double calcium and alkali metal phosphates Ca10M(PO4)7 (M = Li, Na, K). Crystallogr. Rep. 2000. 45, № 1. P. 13—20. doi: https://doi.org/10.1134/1.171129 13. Mathew M., Schroeder L.W., Dickens B., Brown W. E. The crystal structure of α-Ca3(PO4)2. Acta Crystallogr. 1977. B33. P. 1325—1333. doi: https://doi.org/10.1107/S0567740877006037 74 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2018. № 11 О.В. Лівіцька, Н.Ю. Струтинська, М.С. Слободяник 14. Malyshenko A.I., Strutynska N.Yu., Zatovsky I.V., Slobodyanik N.S., Epple M., Prymak O. Synthesis of Na+,CO3 2–-containing calcium phosphate nanoparticles and their thermal transformations. Funct. Mater. 2014. 21. P. 333—337. doi: https://doi.org/10.15407/fm21.03.333 15. Strutynska N., Zatovsky I., Slobodyanik N., Malyshenko A., Prylutskyy Y., Prymak O., Vorona I., Ishchen- ko S., Baran N., Byeda A., Mischanchuk A. Preparation, characterization, and thermal transformation of poorly crystalline sodium- and carbonate-substituted calcium phosphate. Eur. J. Inorg. Chem. 2015. P. 622— 629. doi: https://doi.org/10.1002/ejic.201402761 Надійшло до редакції 10.07.2018 REFERENCES 1. Boehm, A., Meininger, S., Tesch, A., Gbureck, U. & Müller, F. (2018). The mechanical properties of bio com- patible apatite bone cement reinforced with chemically activated carbon fibers. Materials, 11, pp. 192-203. doi: https://doi.org/10.3390/ma11020192 2. Haider, A., Haider, S., Han, S. S. & Kang, I.K. (2017). Recent advances in the synthesis, functionalization and biomedical applications of hydroxyapatite: a review. RSC Adv., 7, pp. 442-7458. doi: https://doi.org/10.1039/ C6RA26124H 3. Bose, S. & Tarafder, S. (2012). Calcium phosphate ceramic systems in growth factor and drug delivery for bone tissue engineering: A review. Acta Biomater., 8, pp. 1401-1421. doi: https://doi.org/10.1016/j.actbio. 2011.11.017 4. Miao, D., Cavusoglu, G., Lichtenberg, H., Yu, J., Xu, H., Grunwaldt, J. D. & Goldbach, A. (2017). Water-gas shift reaction over platinum/strontium apatite catalysts. Appl. Catal. B: Environ., 202, pp. 587-596. doi: https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2016.09.059 5. Gruselle, M. & Tonsuaadu, K. (2017). Tunable calcium-apatites as solid catalysts for classical organic reactions. Curr. Org. Chem., 21, pp. 688-697. doi: https://doi.org/10.2174/1385272821666161219155302 6. Rosticher, C., Viana, B., Maldiney, Th., Richard, C. & Chanéac, C. (2016). Persistent luminescence of Eu, Mn, Dy doped calcium phosphates for in-vivo optical imaging. J. Luminescence, 170, pp. 460-466. doi: https:// doi.org/10.1016/j.jlumin.2015.07.024 7. Oliva, J., De Pablo, J., Cortina, J. L., Cama, J. & Ayora, C. (2010). The use of Apatite II™ to remove divalent metal ions zinc(II), lead(II), manganese(II) and iron(II) from water in passive treatment systems: Column experiments. J. Hazard. Mater., 184, pp. 364-374.doi: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.08.045 8. Zhu, R., Yu, R., Yao, J., Mao, D., Xing, C. & Wang, D. (2008). Removal of Cd2+ from aqueous solutions by hydroxyapatites. Catal. Today., 139, pp. 94-99. doi: https:// doi.org/10.1016/j.cattod.2008.08.011 9. Oliva, J., De Pablo, J., Cortina, J. L., Cama, J. & Ayora, C. (2011). Removal of cadmium, copper, nickel, cobalt and mercury from water by Apatite II™: Column experiments. J. Hazard. Mater., 194, pp. 312-323. doi: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.07.104 10. Rigali, M. J., Brady, P. V. & Moore, R. C. (2016). Radionuclide removal by apatite. Amer. Mineral., 101, pp. 2611-2619. doi: https://doi.org/10.2138/am-2016-5769 11. Yashima, M., Sakai, A., Kamiyama, T. & Hoshikawa, A. (2003). Crystal structure analysis of β-tricalcium phosphate Ca3(PO4)2 by neutron powder diffraction. J. Solid State Chem., 175, pp. 272-277. doi: https://doi. org/10.1016/S0022-4596(03)00279-2 12. Morozov, V. A., Belik, A. A., Kotov, R. N., Presnyakov, I. A., Khasanov, S. S. & Lazoryak, B.I . (2000). Crystal structures of double calcium and alkali metal phosphates Ca10M(PO4)7 (M = Li, Na, K). Crystallogr. Rep., 45, No. 1, pp. 13-20. doi: https://doi.org/10.1134/1.171129 13. Mathew, M., Schroeder, L. W., Dickens, B. & Brown, W. E. (1977). The crystal structure of α-Ca3(PO4)2. Acta Crystallogr., B33, pp. 1325-1333. doi: https:// doi.org/10.1107/S0567740877006037 14. Malyshenko, A. I., Strutynska, N. Yu., Zatovsky, I. V., Slobodyanik, N. S., Epple, M. & Prymak, O. (2014). Synthesis of Na+,CO3 2--containing calcium phosphate nanoparticles and their thermal transformations. Funct. Mater., 21, pp. 333-337. doi: https://doi.org/10.15407/fm21.03.333 15. Strutynska, N., Zatovsky, I., Slobodyanik, N., Malyshenko, A., Prylutskyy, Y., Prymak, O., Vorona, I., Ishchenko, S., Baran, N., Byeda, A. & Mischanchuk, A. (2015). Preparation, characterization, and thermal transformation of poorly crystalline sodium- and carbonate-substituted calcium phosphate. Eur. J. Inorg. Chem., pp. 622-629. doi: https://doi.org/10.1002/ejic.201402761 Received 10.07.2018 75ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2018. № 11 Вплив катіонів цезію на формування фосфатів у водних розчинах системи Сa2+—Cs+—M+—PO4 3–—NO3 –... О.В. Ливицкая, Н.Ю. Струтинская, Н.С. Слободяник Киевский национальный университет им. Тараса Шевченко E-mail: oksanalivitska@gmail.com ВЛИЯНИЕ КАТИОНОВ ЦЕЗИЯ НА ФОРМИРОВАНИЕ ФОСФАТОВ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ СИСТЕМЫ Сa2+—Cs+—M +—PO4 3–—NO3 – (M + — Na+, K+) Рассмотрены особенности влияния катионов цезия на формирование кальция фосфатов в условиях соо- саждения из водных растворов системы Сa2+—Cs+—M+—PO4 3–—NO3 – (M+ — Na+, K+) при значениях мольных соотношений Са2+/РО4 3– = 1,67; М+/Cs+ = 1,0 и 2,0. Синтезированные образцы исследованы ме- тодами порошковой рентгенографии, ИК спектроскопии, сканирующей микроскопии и элементного ана- лиза. Установлено, что в условиях соосаждения из водных растворов катионы цезия способствуют фор- мированию фазы на основе α-Са3(РО4)2. Ключевые слова: сложные фосфаты, соосаждение, ТГ/ДТА, сканирующая электронная микроскопия. O.V. Livitska, N. Yu. Strutynska, M.S. Slobodyanik Taras Shevchenko National University of Kiev E-mail: oksanalivitska@gmail.com INFLUENCE OF CESIUM CATIONS ON THE FORMATION OF PHOSPHATES IN AQUEOUS SOLUTIONS OF THE SYSTEM Сa2+—Cs+—M+—PO4 3–—NO3 – (M+ — Na+, K+) Peculiarities of the influence of cesium cations on the formation of calcium phosphates at the coprecipita- tion from aqueous solutions of the systems Сa2+—Cs+—M+—PO4 3–—NO3 – (M+ — Na+, K+) (at the molar ratios Са2+/РО4 3– = 1.67; М+/Cs+ = 1.0 and 2.0) have been investigated. The samples have been characterized using the powder X-ray diffraction method, FTIR-spectroscopy, scanning electron microscopy, and elemental ana lisys. It is found that cesium cations cause the formation of phases based on α-Са3(РО4)2 at the precipitation from aqueous solutions. Keywords: complex phosphates, coprecipitation, TG/DTA, scanning electron microscopy.

Вплив катіонів цезію на формування фосфатів у водних розчинах системи Сa²⁺—Cs⁺—M⁺—PO₄³⁻—NO₃⁻ (M⁺ — Na⁺, K⁺)

Institution

Ähnliche Einträge