Вышедшие номера
Трансформация валентных колебаний Si-O смектита под действием адсорбированных молекул CaSO4 и H2O
Российский научный фонд, Президентская программа исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными по мероприятию «Проведение исследований на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня», 21-79-20005
Морозов А.В. 1, Кочур А.Г. 1, Шаповалов В.Л. 1, Окост М.В. 1, Явна В.А. 1
1Ростовский государственный университет путей сообщения, Ростов-на-Дону, Россия
Email: cpd@rgups.ru, agk2007@bk.ru
Поступила в редакцию: 6 июня 2023 г.
В окончательной редакции: 13 ноября 2023 г.
Принята к печати: 28 февраля 2024 г.
Выставление онлайн: 19 апреля 2024 г.

Экспериментально и теоретически исследованы спектральные свойства смектита и его смеси с алебастром (строительным гипсом) при низкой влажности. Исследованы положение и интенсивность полос инфракрасных (ИК) спектров в диапазоне волновых чисел 800-1250 сm-1, определяемых валентными колебаниями Si-O. Для интерпретации экспериментальных результатов, полученных методом НПВО, использованы теоретические методы, базирующиеся на подходе теории функционала плотности (ТФП) с обменно-корреляционным потенциалом XLYP в кластерном приближении для поверхности смектита. В результате расчетов определено оптимальное положение молекул CaSO4 и H2O вблизи базальной поверхности. Рассчитаны волновые числа и интенсивности компонентов ИК спектров кластеров. Для определения формы полос валентных колебаний воды соответствующие компоненты представлены гауссовыми кривыми и просуммированы с ширинами, оцененными из эксперимента. Теоретические исследования объяснили обнаруженные спектральные трансформации полос (изменения волновых чисел и интенсивностей), возникающие при модификации свойств поверхностей частиц смектита и при изменении влажности образцов. Достигнутое согласие в положении и форме экспериментальных и теоретических полос подтверждает адекватность теоретического описания модификации свойств и гидратации смектита. Ключевые слова: ИК спектр, метод ТФП, модификация базальных поверхностей, кластерный метод, электронная и пространственная структуры.