С.М. Малоштан, НАДКРИТИЧНИЙ ФЛЮЇДНИЙ СИНТЕЗ І СТРУКТУРА НОВОЇ КУБІЧНОЇ С96 ФАЗИ ЯК ВУГЛЕЦЕВОГО ЦЕОЛІТУ KFI З sp3/sp2 ГІБРИДИЗАЦІЄЮ
https://doi.org/10.15407/mineraljournal.46.02.046
УДК 54.057.549.67
НАДКРИТИЧНИЙ ФЛЮЇДНИЙ СИНТЕЗ І СТРУКТУРА НОВОЇ КУБІЧНОЇ С96 ФАЗИ
ЯК ВУГЛЕЦЕВОГО ЦЕОЛІТУ KFI З sp3/sp2 ГІБРИДИЗАЦІЄЮ
С.М. Малоштан 1, аспірант
E-mail: scftechnology1@ukr.net; orcid: 0009-0001-0588-6221
О.В. Покропивний 2, канд. фіз.-мат. наук, старш. наук. співроб.
E-mail: apokr@ukr.net; orcid: 0009-0001-1268-0635
А.С. Смоляр 1, канд. техн. наук, старш. наук. співроб.
E-mail: smolyar@nas.gov.ua; orcid: 0009-0002-2201-6823
В.О. Куц 3, наук. співроб.
В.О. Бархоленко 1, технік-оператор
E-mail: nivki65@gmail.com; orcid: 0009-0007-1350-7571
А.М. Тітенко 3, канд. фіз.-мат. наук, старш. наук. співроб.
E-mail: titenko@imag.kiev.ua; orcid: 0009-0000-0380-9233
1 Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України
03142, м. Київ, Україна, просп. Акад. Палладіна, 34
2 Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України
03142, м. Київ, Україна, вул. Омеляна Пріцака, 3
3 Інститут магнетизму НАН України та МОН України
03142, м. Київ, Україна, бульв. Вернадського, 36-б
Мова: українська
Мінералогічний журнал 2024, 46 (2): 0-0
Анотація: Досліджено структуру кубічного графіту на основі нового електронного дифракційного експерименту та ab initio обчислення вуглецевих цеолітів із доступної бази даних структур. Методом флюїдного синтезу були синтезовані мікрокристали вуглецю, що належать до фази "кубічного графіту" за тиску до 200 МПа і температури 500—700 ºС із сажі як прекурсора. За результатами експериментів методами експериментальної електронної та рентгенівської дифрактометрії, а також розрахунків ab initio доведено, що вуглецева фаза є кубічною з параметром ґратки ~0,895 нм і просторовою групою Im-3m. Кристалічна структура запропонована як вуглецевий цеоліт з топологією KFI, що складається з 96 атомів вуглецю на елементарну комірку з типами гібридизації sp3 та sp3/sp2 зв’язків. Гібридна структура стабільніша на 0,22 еВ на атом. Нова фаза має щільність 2,67 г/см3 і може мати високу твердість до 10 ГПа.
Ключові слова: кубічні вуглецеві алотропи, цеоліт KFI, гібридизація sp3/sp2, розрахунки ab initio.
References / Література
Aust, R.B. and Drickamer, H.G. (1963), Science, No. 140, pp. 817-819. https://doi.org/10.1126/science.140.3568.817
Baerlocher, Ch., McCusker, L.B. and Olson, D.H. (2007), Atlas of zeolite framework types, Elsevier, Amsterdam, 404 p. https://doi.org/10.1063/1.1841236
Bundy, F.P. and Kasper, J.S. (1967), J. Chem. Phys., Vol. 46, No. 9, pp. 3437-3446. https://doi.org/10.1063/1.1841236
Fedoseev, D.V., Deryagin, V.V., Varnin, V.P., Vnukov, S.P., Teremetskaya, I.G. and Polyanskaya, N.D. (1976), Dokl. AN SSSR, Vol. 228, No. 2, pp. 371-374 [in Russian].
[Федосеев, Д.В., Дерягин, В.В., Варнин, В.П., Внуков, С.П., Теремецкая, И.Г., Полянская, Н.Д. (1976), Докл. АН СССР, 228, № 2. С. 371—374.]
Matyushenko, N.N., Strel’nitskii, V.E. and Gusev, V.A. (1979), JETP Lett., Vol. 30, No. 4, pp. 199-202.
Pokropivny, A.V. (2006), Phys. Low.-Dim. Str., No. 2, pp. 64-68. https://www.researchgate.net/publication/299138616
Pokropivny, A.V. and Volz, S. (2012), Phys. Status Solidi B., Vol. 249, Iss. 9, pp. 1704-1708. https://doi.org/10.1002/pssb.201248185
Pokropivny, A.V. and Volz, S. (2013), J. Materials Science, Vol. 48, pp. 2953-2960. https://doi.org/10.1007/s10853-012-7077-8
Pokropyvnyi, V.V., Smolyar, A.S., Maloshtan, S.M., Kuts, V.O., Arkhipov, O.P., Pokropyvnyi, O.V. and Barkholenko, V.O. (2010), Fliuidnyi syntez novykh polimorfnykh modyfikatsii vuhletsiu i nitrydu boru, Publ. Molyar, S.V., Kyiv, 167 p. (pp. 25-28) [in Ukrainian].
[Покропивний, В.В., Смоляр, А.С., Малоштан, С.М., Куц, В.О., Архіпов, О.П., Покропивний, О.В., Бархоленко, В.О. (2010), Флюїдний синтез нових поліморфних модифікацій вуглецю і нітриду бору. Київ: Моляр, С.В. 167 с. (С. 25—28).]
Pokropivny, V.V., Smolyar, A.S., Ovsiannikova, L.I., Pokropivny, A.V., Kuts, V.A., Lyashenko, V.I. and Nesterenko, Yu.V. (2013), Physics of Solid State, Vol. 55, Iss. 4, pp. 806-812 [in Russian]. https://doi.org/10.1134/S1063783413040240
[Покропивный, В.В., Смоляр, А.С., Овсянникова, Л.И., Покропивний, А.В., Куц, В.А., Ляшенко, В.И., Нестеренко, Ю.В. (2013), Физика твердого тела. 55, вып. 4. С. 806—812.]
Schellenbaum, R. (1954), Thesis, University of North Dakota; Deleted pattern, No. 5, 625.
Schmidt, M.W., Baldridge, K., Boatz, J.A., Elbert, S.T., Gordon, M.S., Jensen, J.H., Koseki, S., Matsunaga, N., Nguyen, K.A., Su, S., Windus, T.L., Dupuis, M. and Montgomery, J.A. (1993), Chem., No. 14, pp. 1347-1363. https://doi.org/10.1002/jcc.540141112
Shterenberg, L. and Bogdanova, S. (1979), Inorg. Mat., No. 15, p. 632, Pattern No. 46-943.
Shumilova, T.H., Kablis, H.N. and Pushkarev, E.V. (2002), Dokl. Ros. аkad. nauk, Vol. 387, No. 1, pp. 98-101 [in Russian].
[Шумилова, Т.Г., Каблис, Г.Н., Пушкарев, Е.В. (2002), Докл. Рос. акад. наук. 387, № 1. С. 98—101.]
Smolyar, A.S., Zolotarenko, O.P., Pokropyvnyi, O.V., Kuts, V.O., Gurin, V.G., Nevdacha, V.V., Arkhipov, S.O., Barkholenko, V.O., Maloshtan, S.M., Gerasymov, O.Yu., Shchur, D.V., Burkhan, A.O., Bloshchanevych, O.M., Titenko, A.M. and Khomenko, B.S. (2014), Nanosistemi. Nanomateriali. Nanotehnologii, Vol. 12, Iss. 4, Kyiv, pp. 675-704 [in Ukrainian].
[Смоляр, А.С., Золотаренко, О.П., Покропивний, О.В., Куц, В.О., Гурін, В.Г., Невдача, В.В., Архіпов, С.О., Бархоленко, В.О., Малоштан, С.М., Герасимов, О.Ю., Щур, Д.В., Бурхан, А.О., Блощаневич, О.М., Тітенко, А.М., Хоменко, Б.С. (2014), Наносистеми. Наноматеріали. Нанотехнології. 12, вип. 4. С. 675—704.]
Zhuze, T.P. (1974), Szhatye gazy kak rastvoriteli, Nauka, Moscow, 112 p. [in Russian].
[Жузе, Т.П. (1974), Сжатые газы как растворители. Москва: Наука. 112 с.]