×

Вы находитесь на архивном сайте ИНХ СО РАН. Сайт закрыт в связи с неактуальностью, представленной на нём информации.
Актуальный сайт расположен по адресу: www.niic.nsc.ru

Логотип ИНХ СО РАН

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт неорганической химии им. А.В. Николаева

Сибирского отделения Российской академии наук

Лаборатория клатратных соединений (303)

Лаборатория клатратных соединений

Заведующий лабораторией д.х.н.,  доцент Андрей Юрьевич Манаков

Наиболее важные результаты фундаментальных исследований

С 1952 года и до сих пор известны были только три структуры газовых гидратов: КС-I (кубическая структура I), КС- II (кубическая структура II) и ГС- III (гексагональная структура III). Информация о структурах газогидратных фаз высокого давления отсутствовала. Структурными исследованиями при высоких давлениях в системе аргон - вода методом порошковой нейтронной дифрактометрии показано, что аргон образует четыре(!) гидрата: КС-II (a=17.07A при 3.4 кбар) устойчив до 4.5 кбар; ГС-III (кристаллизуется в гексагональной сингонии P6/mmm, a=12.01 A, устойчив в области давлений 4.6 - 7.7 кбар); и гидрат новой неизвестной ранее газогидратной структуры с тетрагональной сингонией (P42/mnm, a=6.342(2)A, c=10.610(3), P=9.2 кбар, комнатная температура), устойчив  в интервале 7.7 - 9.5 кбар. Еще одна новая газогидратная структура обнаружена в системе тетрагидрофуран - вода (методом порошковой нейтронной дифрактометрии при давлении 9 кбар), пространственная группа Pnma, параметры ячейки: a=12.54A, b=11.44A, c=6.60A. Отличительная особенность этих двух новых структур – наличие в них только одного типа полиэдрических полостей, форма которых позволяет им заполнить пространство.

Впервые обнаружены верхние по давлению границы существования газовых гидратов в системах тетрагидрофуран – вода и гексафторид серы – вода (3 и 4 ГПа, соответственно).

Изучены равновесные условия разложения гидратов метана в порах силикагеля при давлениях от нескольких МПа до 1 ГПа. Показано, что наиболее адекватным способом определения характерных размеров пор силикагелей (и подобных веществ) для исследования влияния этого параметра на температуру разложения диспергированного в пористой среде газового гидрата является определение размера пор с максимальной распространенностью в данном образце. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о возможности существования в поровом пространстве силикагеля частиц разной формы (условно относимых к сферическим и цилиндрическим), и о значительной зависимости температуры разложения диспергированного в порах гидрата от этого параметра. Экспериментально показано, что гидрат в порах может образовываться только из капиллярного конденсата, тогда как прочно сорбированные поверхностью слои воды в образовании гидрата участия не принимают, а также что понижение температур разложения гидрата метана в мезопористых средах слабо зависит от давления. Наконец, получены экспериментальные данные, свидетельствующие о возможности образования в порах с размером менее 5 нм гидратов, имеющих температуру разложения выше, чем для объемного гидрата метана.

Впервые показано, что гидраты полуклатратного характера в ионообменных смолах обладают дальней упорядоченностью; для нескольких типов образцов определена кристаллическая структура; показано, что размер частиц гидрата более 100 нм.

Выполненная оценка состояния ряда металлов (Cu, Pb, Cd, Zn) в пресных водоемах Сибири показала, что их распределение по химическим формам в растворе варьирует в широких пределах в зависимости от состава воды. Предложена методология изучения экологических последствий трансформации металлов-поллютантов в реальных пресноводных экосистемах. Сделан вывод о том, что наиболее неблагоприятные последствия загрязнения пресных водоемов металлами происходят при пониженных значениях рН, минерализации и содержания РОВ.

Цикл исследований по изучению ионного состава атмосферных аэрозолей (АА), снеговых (СВ) и дождевых (ДВ) выпадений в Западной Сибири показал, что долевое распределение разных ионов, характерными предшественниками которых в АА, СВ и ДВ являются газы атмосферы, терригенные или морские источники, варьирует для разных природно-климатических зон, сезона, метеорологической обстановки (периодичности и характера выпадения осадков, направления переноса воздушных масс). В сопоставлении с другими регионами мира формирование ионного состава АА, СВ и ДВ в Западной Сибири имеет ряд особенностей. Действие летучих предшественников водорастворимых солей в АА проявляется на региональном уровне, а действие эрозионных – на локальном уровне. Кислотность АА, ДВ и СВ определяется не концентрацией кислотообразующих анионов, а полнотой их нейтрализации литофильными катионами. Дефицит последних характерен как на севере, так и на юге Западной Сибири, а его отсутствие – в индустриальном центре (Новосибирск). Как результат, повышенный уровень кислотности АА проявляется в фоновых регионах, а в Новосибирске наблюдается защелачивание аэрозолей и осадков.