Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева, Москва, Россия¹ ; Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины ФМБА России, Москва, Россия²:

Р. И. Шакуров, соискатель кафедры общей и неорганической химии¹, младший научный сотрудник лаборатории прикладных биомедицинских микросистем Центра технологий и микрофабрикации², эл. почта: ryslan-92@bk.ru

Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева, Москва, Россия1 ; Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина, Москва, Россия²:
В. В. Кузнецов, профессор кафедры общей и неорганической химии¹, главный научный сотрудник лаборатории химии технеция², докт. хим. наук, эл почта: vitkuzn1@mail.ru

Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева, Москва, Россия:
Е. А. Филатова, доцент кафедры аналитической химии1, канд. хим. наук, эл. почта: filatova1604@mail.ru
Ю. М. Аверина, доцент кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии1, канд. техн. наук, эл. почта: averinajm@mail.ru

Предложен метод определения рения в вулканических породах, включающий электрохимическое концентрирование рения в твердую фазу и его последующее рентгенофлуоресцентное определение. Соединения рения и других металлов были переведены в раствор при обработке проб вулканических пород смесью азотной и хлорной кислот. После нейтрализации полученных растворов было проведено электрохимическое концентрирование рения путем его электроосаждения на катоде. Присутствие в анализируемых образцах значительного количества металлов группы железа позволяло реализовать механизм «индуцированного» электровосстановления соединений рения, молибдена и вольфрама с переходом тугоплавких металлов в катодный осадок и, следовательно, провести их эффективное концентрирование в твердую фазу. Предел обнаружения соединений рения в растворе составляет ~2 мкг/л. Учитывая сложный химический состав анализируемых объектов, количественное определение рения в них целесообразно выполнять методом стандартных добавок. Разработанная методика позволяет определять содержание рения на фоне десятикратного избытка молибдена, что характерно для проб вулканического происхождения. В ходе исследования были проанализированы более 100 образцов проб вулкана Кудрявый: содержание рения в них находилось в пределах 0,5–50 г/т. Для проверки правильности полученных данных результаты определения Re по предложенной методике сопоставили с данными масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (МС – ИСП), что показало их хорошую сходимость. В то же время использование атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой (АЭС – ИСП) систематически давало заниженные результаты. Разработанный метод может быть использован для определения рения и молибдена в объектах геологического происхождения.

Авторы благодарят О. А. Набелкина, научного сотрудника ФГБУ «Институт минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов», за помощь в освоении методики рентгенофлуоресцентного анализа и Р. Г. Чумакова, канд. физ.-мат. наук, старшего научного сотрудника Национального исследовательского центра «Курчатовский университет», за помощь в проведении исследований методом РФЭС.

Работа выполнена в рамках финансирования РХТУ им. Д. И. Менделеева Х-2020-011.

1. Зайцева П. В., Пупышева А. А., Евдокимова О. В., Шуняев К. Ю. К вопросу определения рения методами пламенной атомно-абсорбционной и атомно-эмиссионной спектроскопии // Аналитика и контроль. 2012. Т. 16, № 1. С. 30–38.
2. Rahman M., Davey K., Qiao Sh.-Zh. Advent of 2D Rhenium Disulfide (ReS2): Fundamentals to Applications // Advanced Functional Materials. 2017. Vol. 27. Article Number 1606129.
3. Tehrani A.M., Brgoch J. Impact of Vacancies on the Mechanical Properties of Ultraincompressible, Hard Rhenium Subnitrides: Re₂N and Re₃N // Chemistryof Materials. 2017. Vol. 29, Iss. 6. P. 2542–2549.
4. Smith Broadbent H. Rhenium and its compounds in hydrogenation catalysts // Annals of theNewYork Academy of Sciences. 1967. Vol. 145, Iss. 1. P. 58–71.
5. Mishra G. S., Alegria E. C. B. A., Pombeiro A. J. L., Martins L. M. D. R. S. Highly Active and Selective Supported Rhenium Catalysts for Aerobic Oxidation of n-Hexane and n-Heptane // Catalysts. 2018. Vol. 8. P. 114–129.

6. Biloen P., Helle J. N., Verbeek H., Dautzenberg F. M., Sachtler W. M. H. The role of rhenium and sulfur in platinumbased hydrocarbon-conversion catalysts // Journal of Catalysis. 1980. Vol. 63, Iss. 1. P. 112–118.
7. Ряшенцева М. А. Ренийсодержащие катализаторы в нефтехимии и органических реакциях // Вестник МИТХТ. 2007. Т. 2, №2. С. 12–26.
8. Ряшенцева М. А. Рений и его использование в катализе // Катализ в промышленности. 2005. Т. 5, №3. С. 11–22.
9. Трегубенко В. Ю., Белый А. С. Исследование кислотного модифицирования алюмооксидного носителя катализаторов риформинга // Кинетика и катализ. 2020. Т. 61, №1. С. 119–125.
10. Яковенко Р. Е., Зубков И. Н., Нарочный Г. Б., Папета О. П., Денисов О. Д. и др. Влияние промотирования Re и Al₂O₃ на стабильность работы кобальтовых катализаторов синте за Фишера – Тропша // Кинетика и катализ. 2020. Т. 61. С. 278–286.
11. Swain K. C., Bharati V., Kayasth S. Preconcentration of traces of rhenium in geological matrix byNAA // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2007. Vol. 271. P. 129–131.
12. Кременецкий А. А., Чаплыгин И. В. Содержание рения и других редких металлов в газах вулкана Кудрявый (остров Итуруп, Курильские острова) // Доклады Академии наук. 2010. Т. 430, №3. С. 365–370.
13. Tessalina S. G., Yudovskaya M. A., Chaplygin I. V., Birck J.-L., Capmas F. Sources of unique rhenium enrichment in fumaroles and sulphides atKudryavy volcano // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2008. Vol. 72, Iss. 3. P. 889–909.
14. Туранов А. Н., Карандышев В. К., Калашникова И. П., Баулин В. Е., Цивадзе А. Ю. Экстракционное и сорбционное концентрирование рения с использованием амидов 2-фосфорилфеноксиуксусных кислот // Журнал неорганической химии. 2017. Т. 62, №9. С. 1260–1264.
15. Zawisza B., Sitko R. Determination of Te, Bi, Ni, Sb and Au by X-ray fluorescence spectrometry following electroenrichment on a copper cathode // Spectrochimica Acta Part B. 2007. Vol. 62, Iss. 10. P. 1147–1152.
16. Netherton L. E., Holt I. L. Electrodeposition of Rhenium from Aqueous Solutions // Journal of Electrochemical Society. 1949. Vol. 95, No. 6. P. 324–328.
17. Schrebler R., Cury P., Suárez C., Muñoz E., Vera F. et al. Study of the electrodeposition of rhenium thin films by electrochemical quartz microbalance and X-ray photoelectron spectroscopy // Thin Solid Films. 2005. Vol. 483, Iss. 1-2. P. 50–59.
18. Салахова Э. А., Тагиев Д. Б., Рамазанов М. А., Агамалиев З. А., Калантарова П. Э. и др. Электрохимическое получение и морфология нанопокрытий в системе Re – Cu – Se // Известия вузов. Серия: Химия и химическая технология. 2021. Т. 64,№2. С. 34–40.
19. Naor A., Eliaz N., Gileadi E. Electrodeposition of rhenium-nickel alloys from aqueous solutions // Electrochimica Acta. 2009. Vol. 54, Iss. 25. P. 6028–6035.
20. Kuznetsov V. V., Gamburg Yu. D., Zhulikov V. V., Batalov R. S., Filatova E. A. Re – Ni cathodes obtained by electrodeposition as a promising electrode material for hydrogen evolution reaction in alkaline solutions // Elecrochimica Acta. 2019. Vol. 317, Iss. 10. P. 358–366.
21. Kuznetsov V. V., Gamburg Yu. D., Zhulikov V. V., Krutskikh V. M., Filatova E. A. et al. Electrodeposited NiMo, CoMo, ReNi, and electroless NiReP alloys as cathode materials for hydrogen evolution reaction // Electrochimica Acta. 2020. Vol. 354. Article Number 136610.
22. Кузнецов В. В., Гамбург Ю. Д., Крутских В. М., Жуликов В. В., Филатова Е. А. и др. Катализаторы реакции электрохимического выделения водорода на основе электролитических и химико-каталитических сплавов никеля и рения // Электрохимия. 2020. Т. 56,№10. С. 909–920.
23. Гамбург Ю. Д., Жуликов В. В., Ляхов Б. Ф. Электроосаждение, свойства и состав сплавов никель – рений // Электрохимия. 2016. Т. 52,№1. С. 90–95.
24. Цивадзе А. Ю. Селективное разделение близких по свойствам химических элементов периодической таблицы — основа новых технологий // Вестник Российской академии наук. 2020. Т. 90,№4. С. 320–330.
25. Косьянов П. М. Рентгенофизический анализ неорганических веществ сложного химического состава. — Тюмень : ТИУ, 2016.—195 с.
26. Фролов А., Прибора В., Кузнецов Г. Анализ покрытий методом рентгенофлуоресцентного анализа // Вектор высоких технологий. 2019. Т. 35, №6. С. 64–68.
27. Пшеничкина Т. В. Получение сплава кобальт-молибден электро химическим методом и его свойства : автореф. дисс. … канд. хим. наук. — Москва, 2010.
28. Справочник по электрохимии / под ред. А. М. Сухотина. — Л. : Химия, 1981. — 488 с.
29. Лурье Ю. Ю. Справочник по аналитической химии. — М. : Химия, 1989. — 448 с.
30. Черноруков Н. Г., Нипрук О. В. Теория и практика рентгенофлуоресцентного анализа : методическое пособие. — Нижний Новгород : Нижегородский государственный университет, 2012. — 57 с.
31. Мясоедов Б. Ф., Золотов Ю. Ф., Иванов В. М., Корчемная Е. К. Рекомендации и номенклатурные правила ИЮПАК по химии.—М. : Наука, 2004. — 158 с.