Создание новых функциональных материалов на основе минерального сырья в Арктической зоне РФ: кристаллохимия, тополого-геометрический анализ, ионный обмен, синтез, технологии производства.

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 21-77-10103

НазваниеСоздание новых функциональных материалов на основе минерального сырья в Арктической зоне РФ: кристаллохимия, тополого-геометрический анализ, ионный обмен, синтез, технологии производства.

Руководитель Паникоровский Тарас Леонидович, Кандидат геолого-минералогических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр «Кольский научный центр Российской академии наук» , Мурманская обл

Конкурс №61 - Конкурс 2021 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-211 - Кристаллография и кристаллохимия минералов

Ключевые слова кристаллохимия, рентгеноструктурный анализ, топология, минералогическая кристаллография, сорбенты, ЖРО, ионный обмен, кристаллическая структура, синтез, цеолиты, титаносиликаты, МТ-каркасы

Код ГРНТИ38.35.17

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Данный проект посвящен актуальным темам современного материаловедения и минералогической кристаллохимии – синтезу минералоподобных функциональных соединений, всестороннему изучению кристаллических структур и свойств минералов с использованием современных теоретических и эмпирических методов кристаллографии и включает следующие задачи: - Анализ имеющихся данных гетерополиэдрических минералоподобных соединений и планирование экспериментов по анализу их функциональных свойств и синтезу их аналогов, исходя из особенностей структуры и условий образования в природе. - Осуществление детального топологического анализа и автоматического построения путей миграции катионов Na и Li с помощью разбиения пространства на полиэдры Вороного-Дирихле в программном комплексе ToposPro для всех МТ-каркасных соединений, содержащих Na и Li. Расчет характеристик пористости материалов. - Компьютерное моделирование модифицированных материалов с помощью квантово-химических методов в программных комплексах VASP и CASTEP. - Рентгеноструктурный анализ минералов и синтетических соединений, характеризующихся наличием ионообменных, сорбционных, магнитных, оптических и других важных функциональных свойств. - Разработка оптимальных методов синтеза минералоподобных материалов с целью исследования их свойств и последующим получением патентов. В том числе доработка применяемой схемы сернокислотного разложения титанита, перовскита, с получением кислых титановых солей отвечающих формулам TiOSO4•nH2SO4•mH2O и (NH4)2TiOSO4•nH2SO4•mH2O, которые практически не использовались ранее для синтеза каркасных титаносиликатов. Данных о новой технологии и влиянии схемы на качество продуктов практически нет, как в зарубежной, так и в отечественной научной литературе. - Для разработки оптимальных режимов синтеза минералоподобных микропористых материалов планируется проведение экспериментов при различных температурах, давлении и продолжительности синтеза. Для расширения области применения разработанных сорбентов требуется получение их модификаций, в том числе ниобий-содержащих, существенно повышающих их фотохимическую активность. - Проведение экспериментов по изучению функциональных свойств природных МТ-каркасных материалов: кристаллическая структура, ионный обмен, ионная проводимость, люминесцентные свойства, каталитическая активность, сорбционная ёмкость. - Испытание и модификация технологий перевода высокоактивных жидких радиоактивных отходов в низкоактивные с помощью ранее разработанных сорбентов на основе синтетических аналогов иванюкита, ситинакита и последующей иммобилизацией радионуклидов в составе минералоподобной керамики. - Изучение механизмов кристаллохимической адаптации в процессах ионного обмена с использованием природных кристаллов -иванюкита, ситинакита, кукисвумита, линтисита, мурманита, зорита, сейдита-(Се), тиеттаита в различном температурном диапазоне. Сформулированные цели и задачи отвечают самым современным стандартам для данного направления и позволят существенным образом расширить фундаментальные знания в области создания новых природоподобных технологий. Профессиональный уровень членов научного коллектива проекта полностью соответствует поставленным задачам. В него входят как опытные ученые и специалисты в области минералогии и кристаллохимии, так и молодые ученые, уже имеющие публикации в международных научных журналах из списка Web of Science. По результатам проекта планируется опубликовать не менее 11 статей в журналах, индексируемых в базах данных «Сеть науки» (Web of Science Core Collection) (из них не менее 4 статей в журналах с импакт-фактором более 2).

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Перовский И.А., Паникоровский Т.Л. Синтез титаносиликата со структурой иванюкита Материалы 30 научной конференции. Сыктывкар: Геопринт, с. 157-161 (год публикации - 2021)

2. Паникоровский Т.Л., Калашникова Г.О., Николаев А.И., Перовский И.А., Базай А.В., Яковенчук В.Н., Бочаров В.Н., Кабанова Н.А., Кривовичев С.В. Ion-exchange-induced transformation and mechanism of cooperative crystal chemical adaptation in sitinakite: theoretical and experimental study Minerals, 12, 248 (год публикации - 2022)
10.3390/min12020248

3. Самбуров Г.О., Калашникова Г.О., Паникоровский Т.Л., Бочаров В.Н., Касиков А.Г., Селиванова Е.А., Базай А.В., Бернадская Д.С., Яковенчук В.Н., Кривовичев С.В. A synthetic analog of the mineral ivanyukite: sorption behavior to lead cations Crystals, Crystals 2022, 12(3), 311 (год публикации - 2022)
10.3390/cryst12030311

4. Паникоровский Т.Л., Калашникова Г.О., Яковенчук В.Н., Базай А.В., Грязнова Д.В., Кривовичев С.В. Механизм вхождения Pb2+ и Сd2+ в кристаллическую структуру мурманита, Na2Ti2(Si2O7)O2·2H2O ТРУДЫ ФЕРСМАНОВСКОЙ НАУЧНОЙ СЕССИИ ГИ КНЦ РАН, Труды ФНС, 2022, 19, С, 275–278 (год публикации - 2022)
10.31241/FNS.2022.19.050

5. Паникоровский Т.Л., Яковенчук B.Н., Калашникова Г.О., Кабанова Н.А., Житова Е.С., Кривовичев С.В Миграция Na в кристаллической структуре мурманита: ионный обмен и высокотемпературная трансформация МАТЕРИАЛЫ XII МЕЖДУНАРОДНОЙ ШКОЛЫ ПО НАУКАМ О ЗЕМЛЕ ИМЕНИ ПРОФЕССОРА Л.Л. ПЕРЧУКА (ISES-2022), с. 71-72 (год публикации - 2022)

6. Калашникова Г.О., Яковенчук В.Н., Глазунова М.Ю., Паникоровский Т.Л., Пахомовский Я.А., Самбуров Г.О., Грязнова Д.В., Плаунов И.С., Тимофеева М.Н. Синтетический аналог линтисита АМ-4 и перспективы его практического применения Материалы конференции Современные проблемы теоретической, экспериментальной и прикладной минералогии. Юшкинские чтения-2022, Материалы конференции, с. 178-179 (год публикации - 2022)

7. Грязнова Д.В., Калашникова Г.О., Паникоровский Т.Л., Глазунова М.Ю., Яковенчук В.Н., Базай А.В. Оценка природного армбрустерита в качестве прототипа для создания нового селективного сорбента одновалентных катионов Труды Кольского научного центра РАН. Серия: технические науки., Т.13., №1., С.68-7 (год публикации - 2022)
10.37614/2307-5252.2022.3.6.011

8. Яковенчук В.Н., Паникоровский Т.Л., Коноплёва Н.Г., Пахомовский Я.А., Савченко Е.Э., Михайлова Ю.А., Бочаров В.Н., Спиридонова Д.В. Ikorskyite, IMA 2022-035, in: CNMNC Newsletter 70 European Journal of Mineralogy, 34, 591–601 (год публикации - 2022)
10.5194/ejm-34-591-2022

9. Калашникова Г.О., Грязнова Д.В., Баранчиков А.Е., Бритвин С.Н., Яковенчук В.Н., Самбуров Г.О., Веселова В.О., Пулялина А.Ю.,Пахомовский Я.А., Базай А.В., Глазунова М.Ю., Широкая А.А., Козерожец И.В., Николаев А.И., Иванов В.К. Microvawe-assisted synthesis of titanosilicates using a precursor produced from titanium ore concentrate ChemEngineering (год публикации - 2023)

10. Паникоровский Т.Л., Яковенчук В.Н.,Пахомовский Я.А., Коноплёва Н.Г., Иванюк Г.Ю., Антонов А.А., Шиловских В.В., Кривовичев С.В. DFT-Моделирование системы водородных связей в самплеите Записки Российского минералогического общества, 152, 5, 83-99 (год публикации - 2023)
10.31857/S0869605523050052

11. Паникоровский Т.Л., Яковенчук В.Н., Калашникова Г.О., Базай А.В., Яничева Н.Ю., Икконен П., Кривовичев С.В. Микропористые сорбенты для Th4+, REE3+, Cs+ Труды Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН, 20, 1, 632-638 (год публикации - 2023)
10.31241/FNS.2023.20.080

12. Калашникова Г.О., Тимофеева М.Н., Папынов Е.К., Яковенчук В.Н., Паникоровский Т.Л., Глазунова М.Ю., Николаев А.И. Потенциал итаносиликатных материалов для области медицинской химии на примере линтисита АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ БИОТЕХНОЛОГИЙ НА ФЕДЕРАЛЬНОМ И РЕГИОНАЛЬНОМ УРОВНЯХ, 1, 1, 48-49 (год публикации - 2023)

13. Перовский И.А., Шушков Д.А., Понарядов А.В., Калашникова Г.О., Базай А.В., Бочаров В.Н., Паникоровский Т.Л. Mineral Mimetic Material Sr-Exchanged Sitinakite of Different Crystallinity: Phase Transformations during Heat Treatment and the Strength of SR Fixation in a Ceramic Matrix Materials (Porous Materials), 2024, 17, 1991 (год публикации - 2024)
10.3390/ma17091991

14. Удоратина О.В., Паникоровский Т.Л., Чуканов Н.В., Воронин М.В., Лютоев В.П., Агаханов А.А., Исаенко С.И. Dmitryvarlamovite, Ti2(Fe3+Nb)O8, a new columbite-supergroup mineral related to the wolframite group Mineralogical Magazine, 88, 2, 147–154 (год публикации - 2024)
10.1180/mgm.2023.95

15. Балассоне П., Паникоровский Т.Л., Пеллино А., Базай А.В., Бочаров В.Н., Гойчук О.Ф., Авдонцева Е.Ю., Яковенчук В.Н., Кривовичев С.В., Петти К., Каппеллетти П., Enricofrancoite, KNaCaSi4O10, a new Ca-K-Na silicate from Somma-Vesuvius volcano, southern Italy Mineralogical Magazine (год публикации - 2024)
10.1180/mgm.2024.9

16. Яковенчук В.Н., Паникоровский Т.Л., Коноплёва Н.Г., Пахомовский Я.А., Савченко Е.Э., Михайлова Ю.А., Бочаров В.Н., Спиридонова Д.В., Кривовичев С.В. Икорскиит KMn3+(Si4O10)·3H2O – новый минерал из Хибинского щелочного массива (Кольский п-ов, Россия) Записки Российского минералогического общества (год публикации - 2024)

17. Паникоровский Т.Л., Гойчук О.Ф., Яковенчук В.Н., Гостева А.Н., Пеков И.В., Кривовичев С.В. Катионное упорядочение в звягините: новые данные о его составе и структуре Записки Российского минералогического общества (год публикации - 2024)

18. Аненбург М., Паникоровский Т.Л., Дженнингс Е.С., Шендрик Р.Ю., Антонов А.А., Гавриленко В. An Apatite-Group Praseodymium Carbonate Fluoroxybritholite: Hydrothermal Synthesis, Crystal Structure, and Implications for Natural and Synthetic Britholites ACS Publications, 63, 25, 11788-11801 (год публикации - 2024)
10.1021/acs.inorgchem.4c01490

19. Калашникова Г.О., Кривовичев С.В., Яковенчук В.Н.,Селиванова Е.А., Авдонцева М.С., Иванюк Г.Ю., Пахомовский Я.А., Грязнова Д.В., Кабанова Н.А., Паникоровский Т.Л. The AM-4 Family of Layered Titanosilicates: Single-Crystal- to-Single-Crystal Transformation, Synthesis and Ionic Conductivity Materials (год публикации - 2024)

Публикации