Изоморфное замещение стронция на празеодим в структуре Sr₅(VО₄)₃ОН

Abstract

Методами рентгенофазового анализа и ИК-спектроскопии изучено изоморфное замещение ионов стронция ионами празеодима в соответствии со схемой Sr²⁺+OH⁻ → Pr³⁺+O²⁻ в синтетическом гидроксиапатите, что отвечает составу системы Sr₅₋ₓPrₓ (VО₄)₃(ОН)₁₋ₓOₓ (0 ≤ х ≤ 0.40). Показано, что твердые растворы на основе гидроксиапатита стронция, синтезированные при температуре 800 °С, образуются в области х=0—0.14. Кристаллохимические характеристики некоторых образцов уточнялись с помощью алгоритма Ритвельда. Установлено, что ионы Pr³⁺ находятся преимущественно в позиции Sr(1). Несмотря на небольшую величину предела замещения происходит некоторое уменьшение расстояний Sr(2)—OH(O), Sr(2)—Sr(2) и V—O, что связано с увеличением электростатического взаимодействия ионов в каналах структуры.

Методами рентгенофазового аналізу та ІЧ-спектроскопії досліджено ізоморфне заміщення йонів стронцію йонами празеодиму згідно зі схемою Sr²⁺ + OH⁻ → Pr³⁺ + O²⁻ у синтетичному гідроксиапатиті, що відповідає складу системи Sr₅₋ₓPrₓ (VО₄)₃(ОН)₁₋ₓOₓ (0 ≤ х ≤ 0.40). Встановлено, що тверді розчини на основі гідроксиапатиту стронцію, синтезовані при температурі 800 °С, утворюються в межах х=0—0.14. Кристалохімічні характеристики деяких зразків уточнювали за допомогою алгоритму Рітвельда. Встановлено, що йони Pr³⁺ знаходяться переважно в позиції Sr(1). Незважаючи на невелике значення інтервалу заміщення, спостерігається деяке зменшення відстаней Sr(2)—OH(O), Sr(2)—Sr(2) та V—O, що пов’язано зі збільшенням електростатичної взаємодії йонів у каналах структури.

Occurring under the Sr²⁺ + OH⁻ → Pr³⁺+ O²⁻ scheme, isomorphous substitution in the structure of hydroxyapatite has been investigated by X-ray powder diffraction and IR spectroscopy. The composition of the studied system corresponds to the following formula: Sr₅₋ₓPrₓ (VО₄)₃(ОН)₁₋ₓOₓ (0 ≤ х ≤ 0.40). The samples were synthesized at temperature of 800 °С. It was shown that the solid solutions of strontium hydroxyapatite modified by praseodymium are formed in the range of x=0—0.14. The structure features of some obtained samples were refined by Rietveld method. It was shown that there is preferential substitution of praseodymium for strontium in the Sr(1) site. The Sr(2)—OH(O), Sr(2)—Sr(2) and V—O distances decreases slightly, in spite of small value of interval of substitution. It is due to increase of electrostatical interaction of ions in the channels of structure.