Особенности структуры синтетических апатитов с примесными РЗЭ по данным спектроскопических и рентгеновских методов: II. Фторгидроксилапатиты

Калиниченко Е.А., Брик А.Б., Николаев А.М., Калиниченко А.М., Франк-Каменец-Кая О.В., Дубок А.В., Багмут Н.Н., Кузьмина М.А., Колесников И.Е.

За допомогою методів рентгенівської дифракції,  інфрачервоної  спектроскопії, ядерного магнітного резонансу, електронного парамагнітного резонансу та рентгеноспектрального мікроаналізу досліджено синтетичні фтор гідроксилапатити (ФГАП) з домішками рідкісноземельних елементів (REE): Y, La, Ce, Pr, Nd, Eu, Gd, Dy, Ho і Er. Апатити синтезовано методом осадження з розчинів в умовах, наближених до умов (Т, pH) біологічного синтезу, за вихідних співвідношень елементів (Ca, REE): P = 2 : 1; REE : Ca = 0,05, F : P = 0,5. Встановлено, що ступінь заміщення Ca → REE в Y-  і Ce-ФГАП  (близько 4  at. %) нижчий, ніж співвідношення REE  : Ca в розчині при синтезі, в Er-ФГАП — приблизно дорівнює цьому співвідношенню, в ФГАП з домішками іншими REE розглянутого ряду — помітно вищий (5,5—6,9 at. %). Y, Ce, Ho, Er займають позиції Ca2, решта REE — переважно Са2. В каналах Y-, La- і Ce-ФГАП іони F займають близько половини структурних позицій. Каналам ФГАП з домішкою Y, La, Ce, Pr, Nd, Eu і Gd властиво формування здебільшого невеликих кластерів іонів F– і OH-груп, з домішкою Y, Ce, Pr, Dy, Ho і Er — помітної кількості фрагментів (ОН)n. Входження REE у ФГАП супроводжується включенням молекул води H2Ostr , фіксованих у структурі (0,07—0,81 apfu), та іонів NH4+ (0,03—0,25 apfu). Показано, що часткове  заміщення OH → F призводить до помітних  змін  закономірностей  включення REE  в  апатит. Вміст  і розподіл у структурі молекул H2Ostr  і фрагментів OH···F, ОН···ОН  і F – H2Оstr визначені типом REE  і, можливо, відображають умови низької температури та високої активності води під час утворення REE-апатиту. Показано, що дослідження, виконані  із застосуванням комплексу методів, дозволили точніше визначити низку кристалохімічних особливостей REE-ФГАП.

Номер журналу: 

Ключові слова: 

Сторінка: 

15