Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий), Москва, Россия:

К. А. Смирнова, ведущий инженер кафедры химии и технологии редких и рассеянных элементов, наноразмерных и композиционных материалов им. К. А. Большакова, эл. почта: smirnova_xenia@mail.ru
Д. В. Дробот, профессор кафедры химии и технологии редких и рассеянных элементов, наноразмерных и композиционных материалов им. К. А. Большакова, эл. почта: dvdrobot@mail.ru
В. Ю. Мусатова, аспирант кафедры химии и технологии редких и рассеянных элементов, наноразмерных и композиционных материалов им. К. А. Большакова

НИЦ «Курчатовский институт», Москва, Россия:
Р. Д. Светогоров, инженер отдела синхротронных экспериментальных станций Курчатовского комплекса синхротронно-нейтронных исследований

Изложены результаты разработки нового метода контролируемого (обеспечивающего получение частиц с заданными размером, формой и удельной площадью поверхности) синтеза ниобата меди (I) (CuNb₃O₈), обладающего фотокаталитическими свойствами и являющегося полупроводником p-типа. Сведений о получении CuNb₃O₈ методом сверхкритического флюидного антисольвентного осаждения (Supercritical AntiSolvent — SAS) с использованием сверхкритического флюида (СКФ) — CO₂ найти в литературе не удалось. СКФ — это вещества, находящиеся в сверхкритическом состоянии, т. е. при температурах и давлениях, превышающих их критические значения (соответственно Т_кр, P_кр). СКФ уникальным образом объединяют свойства жидкости и газа. В условиях СКФ значительно повышаются скорости протекающих процессов, улучшается качество получаемых продуктов, уменьшаются энергозатраты, принципиально иным образом решаются (а иногда полностью снимаются) проблемы с экологической безопасностью производств, в десятки, а порой и в сотни раз уменьшаются размеры реакторов и производственных сооружений. Ниобат меди (I) получен методом SAS с использованием в качестве предшественника (прекурсора) биметаллического метилата (M_x¹M²_1–x)₂(OMe)₁₀, где (M¹ — Nb, M² — Cu). Показано, что аморфный ниобат меди (I) является макропористым адсорбентом с удельной площадью поверхности 7,9 м²/г и характеризуется пористостью с объемом макропор 0,018 см³ в 1 г вещества. Аморфный ниобат меди (I) представлен частицами со средним размером 138 нм. Аморфный ниобат (I), отожженный в течение 24 ч, кристаллизуется с образованием CuNb₃O₈ (моноклинная сингония) со средним размером частиц 285 нм.

Исследования термических свойств ниобата меди (I) выполнены под руководством сотрудников кафедры химии и технологии редких и рассеянных элементов, наноразмерных и композиционных материалов Московского технологического университета (МИТХТ): канд. хим. наук, доцента Е. Е. Никишиной и канд. хим. наук, ст. науч. сотр М. В. Цыганковой.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 18-03-00671 и в рамках государственной темы № 11.987 2.2017/8.9.

1. Nico C., Monteiro T., Graça M. P. F. Niobium Oxides and Niobates physical properties: review and prospects // Progress in Materials Science. 2016. Vol. 80. P. 1–37.
2. Marinder B. O., Werner P. E., Wahlstrom E., Malmros G. Investigations on a New Copper Niobium Oxide of LiNb₃O₈ Type Using Chemical Analysis and X-Ray Powder Diffraction Profile Analysis // Acta Chemica Scandinavica. 1980. Vol. 34. P. 51–56.
3. Maggard P. A. Heterometallic Solids for Solar Photoconversion // Proceedings of the 32nd DOE Solar Photochemistry Research Meeting. — Annapolis, USA, 6–9 June 2010. P. 153.
4. Joshi U. A., Maggard P. A. CuNb₃O₈: A p-Type Semiconducting Metal Oxide Photoelectrode // The Journal of Physical Chemistry Letters. 2012. Vol. 3. P. 1577–1581.
5. Sullivan I., Sahoo P. P., Fuoco L., Hewitt A. S., Stuart S., Dougherty D., Maggard P. A. Copper Deficiency in the p-Type Semiconductor Cu_1–xNb₃O₈ // Chemistry of Materials. 2014. Vol. 26. P. 2095–2104.
6. Vaswanathan B., Subramania n V. R., Lee J. S. Materials and Processes for Solar Fuel Production. — New York : Springer Science, Business Media, 2014. — 237 p.
7. Залепугин Д. Ю., Тилькунова Н. А., Чернышова И. В., Поляков В. С. Развитие технологий, основанных на использовании сверхкритических флюидов // Сверхкритические флюиды: теория и практика. 2006. Т. 1, № 1. С. 27–51.
8. Залепугин Д. Ю., Тилькунова Н. А., Чернышова И. В. Использование сверхкритических ф люидов для получения нанои микроформ фармацевтических субстанций // Сверхкритические флюиды: теория и практика. 2008. Т. 3, № 1. С. 5–23.
9. Паренаго О., Покровский О., Устинович К. Сверхкритические флюиды для создания наноматериалов // Наноиндустрия. 2013. T. 5, № 43. C. 62–72.
10. ГОСТ 8050–85. Двуокись углерода газообразная и жидкая. — Введ. 01–01–1987.
11. Смирнова К. А., Фомичев В. В., Дробот Д. В., Никишина Е. Е. Получение наноразмерных пентаоксидов ниобия и тантала методом сверхкритического флюидного антисольвентного осаждения // Тонкие химические технологии. 2015. Т. 10, № 1. С. 76–82.
12. Turova N. Ya., Korolev A. V., Tchebukov D. E., Belokon A. I. Tantalum (V) alkoxides: electrochemical synthesis, mass-spectral investigation and oxoalkoxocomplexes // Polyhedron. 1996. Vol. 15, No. 21. P. 3869–3880.
13. Кржижановская М. Г., Фирсова В. А., Бубнова Р. С. Применение метода Ритвельда для решения задач порошковой дифрактометрии : учебное пособие. URL : http://crystal.geology.spbu.ru/files/books/MGK-rietveld.pdf (дата обращения: 14.04.2017).
14. Petricek V., Dusek M., Palatinus L. Crystallographic computing system JANA2006: general features // Zeitschrift für Kristallographie — Crystalline Materials. 2014. Vol. 229, Iss. 5. P. 345–352.
15. Open-access collection of crystal structures of organic, inorganic, metal-organics compound s and minerals, excluding biopolymers. URL : http://www.crystallography.net/cod/ (дата обращения: 14.04.2017).
16. Sing K. S. W., Everett D. H., Haul R. A. W., Moscou L., Pierotti R. A., Rouquerol J., Siemieniewska T. Reporting Physisorption Data for Gas/Solid Systems with Special Reference to the Determination of Surface Area and Porosity // Pure and Appllied Chemistry. 1985. Vol. 57, No. 4. P. 603–619.
17. Евстратова К. И., Купина Н. А., Малахова Е. Е. Физическая и коллоидная химия. — М. : Высшая школа, 1990. — 487 с.