Главная » 2014»Август»17 » Скачать Золь-гель синтез органо-неорганических гибридов в системе органические комплексы рутения - кремнезем. Здравков, Андрей Викторович бесплатно
23:19
Скачать Золь-гель синтез органо-неорганических гибридов в системе органические комплексы рутения - кремнезем. Здравков, Андрей Викторович бесплатно
Золь-гель синтез органо-неорганических гибридов в системе органические комплексы рутения - кремнезем
Диссертация
Автор: Здравков, Андрей Викторович
Название: Золь-гель синтез органо-неорганических гибридов в системе органические комплексы рутения - кремнезем
Справка: Здравков, Андрей Викторович. Золь-гель синтез органо-неорганических гибридов в системе органические комплексы рутения - кремнезем : диссертация кандидата химических наук : 02.00.04 / Здравков Андрей Викторович; [Место защиты: Ин-т химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН] - Санкт-Петербург, 2010 - Количество страниц: 155 с. ил. Санкт-Петербург, 2010 155 c. :
Объем: 155 стр.
Информация: Санкт-Петербург, 2010
Содержание:
Введение
Глава 1 Обзор литературы
11 Золь-гель синтез наноматериалов 10 111 Золь-гель процесс
• Гидролиз алкоксисиланов
• Конденсация
• Реакции этерификации и переэтерификации 14 силанолов, реакция гидролиза (алкоголиза) силоксановой связи
• Растворители золь-гель процесса
• Получение кремнегелей в безводной среде
• Катализаторы золь-гель процесса
• Процесс гелеообразования 19 112 Технологические аспекты формирования наноматериалов
• Технология формирования силикатных пленок и стекол
• Технология получения ансамблей наночастиц
12 Получение гибридных материалов золь-гель методом
121 Классификация наногибридов в зависимости от типа межфазных взаимодействий в системе
122 Практическое применение органо-неорганических гибридов
123 Внедрение комплексов переходных металлов в кремнеземную матрицу
• Синтез производных 2,2'-бипиридила
• Синтез комплексов рутения
• Строение и свойства комплексов рутения
Глава 2 Синтез исходных соединений
• Синтез бромпроизводных 2,2'-бипиридила
• Синтез производных 2,2'-бипиридила (bipy-CO-X) 74 и производных 1,10-фенантролина
• Синтез комплексов рутения
Глава 3 Получение композитов в системе трис(2,2'бипиридильные) комплексы рутения - кремнезем
• Получение композитов золь-гель методом Данные 106 термического анализа Данные по адсорбции-десорбции спирта на композитах Расчет удельной поверхности и общего объема пор в образцах
• Оптические и светочувствительные свойства наногибри дов
Глава 4 Получение органо-неорганических взаимопроникающих гибридных сеток в системе трис(2,2'бипири-дильные) комплексы рутения — кремнезем
• Получение взаимопроникающих сеток золь-гель 115 методом
• Электронные спектры поглощения сеток
• Светочувствительность композитов
• Спектры люминесценции наногибридов
Глава 5 Экспериментальная часть
• Синтез бромпроизводных 2,2'-бипиридила
• Синтез производных 2,2'-бипиридила (bipy-CO-X)
• Синтез производных 2,2'-бипиридила (bipy-C=C-X)
• Синтез производных 1,10-фенантролина
• Синтез комплексов рутения
• Синтез наногибридов в системе трис(2,2'- 130 бипиридильные) комплексы рутения кремнезем Синтез взаимопроникающих гибридных сеток в системе трис(2,2'-бипиридильные) комплексы рутения — кремнезем Выводы
Список публикаций автора
Введение:
Актуальность темы.
Широкое применение золь-гель синтеза в науке и технике является следствием ряда его преимуществ по сравнению с традиционным путём получения материалов из порошков. Это, прежде всего, легкость очистки исходных компонентов, возможность низкотемпературного ведения процесса, высокая степень гомогенности в мультикомпонентной системе, а также возможность получения таких некристаллических систем, синтез которых традиционным методом приводит либо к разделению фаз, либо к кристаллизации.
В Институте химии силикатов РАН создание покрытий и материалов методом золь-гель синтеза интенсивно изучается с сер. 50 г.г. прошлого века. Первые исследования в этой области тесно связаны с именем основателя Института академика И.В. Гребенщикова. В настоящее время это направление активно развивается научными школами академиков М.Г. Воронкова и В.Я. Шевченко, при этом большое внимание уделяется разработке путей синтеза органо-неорганических гибридов. Предложенная технология золь-гель синтеза композитов позволила вводить в химически инертную и термически стабильную кремнеземную матрицу практически любые органические мономеры, олигомеры и полимеры. Образующиеся при этом органо-неорганические гибриды начали использоваться в самых различных технологических формах - монолитных блоках, тонких плёнках, волокнах, покрытиях на различных подложках. Несомненным достоинством органо-неорганических гибридов является возможность сочетания высокой термической и химической стабильности неорганической матрицы и люминесцентных, фоточувствительных и электрохимических свойств органического компонента, которые можно варьировать в широком диапазоне. Это позволило создать на их основе 5 функциональные материалы нового поколения. К сожалению, сформированные структуры были образованы за счет слабых Ван-дер-Ваальсовых и гидрофобно-гидрофильных взаимодействий компонентов. Поэтому полученные гибриды оказались недостаточно химически и термически стабильными. При этом, вследствие кластеризации молекул органических компонентов в процессе золь-гель синтеза остался открытым вопрос об однородности таких материалов.
Логическим продолжением этих исследований является разработка методов синтеза органо-неорганических композитов, компоненты которых химически связаны между собой. Принципиальное отличие таких структур заключается в гомогенном, вплоть до молекулярного уровня, распределении органического и неорганического компонентов в объеме материала. Это позволяет получать стабильные структуры, обладающие ценными функциональными свойствами. Синтезу таких композитов и посвящена эта диссертационная работа.
В качестве неорганического компонента гибрида была использована оптически прозрачная кремнеземная матрица. Ее синтез был осуществлен золь-гель методом при низких температурах. Сформированная таким путем матрица позволила достичь высокой концентрации в композите органического компонента без потери однородности структуры материала.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований (грант № 06-03-33002-а) и Правительства Санкт-Петербурга (персональные гранты для студентов и аспирантов 2005 г. (№ М05-2.5Д-96), 2006 г., 2008 г. (№ 2.5/04-05/44), 2009 г. (№ 2.5/30-04/048)).
Цель работы.
Целью исследования являлся синтез новых органо-неорганических гибридов, компоненты которых химически связаны между собой на примере системы органические комплексы рутения - кремнезем. При этом была изучена их структура, физико-механические и оптические свойства.
Объекты исследования.
Объектами исследований являлись кремнегели и органо-неорганические гибриды в системе трис(2,2'-бипиридильные) комплексы рутения (2+) - кремнезем. Они были сформированы золь-гель методом гидролиза тетраметоксисилана и поликонденсации образующихся соединений в присутствии различных катализаторов.
Практическая ценность работы.
Полученные экспериментальные данные и их теоретическое обобщение позволили синтезировать ряд композитов, в которых органический и неорганический компонент системы химически связаны между собой. При этом было достигнуто равномерное распределение органических комплексов рутения в матрице Si02, что открывает широкие возможности практического использования люминесцентных, фотохимических и электрохимических свойств этих комплексов.
Научная новизна.
Автором получены следующие оригинальные результаты и основные положения, выносимые на защиту:
• синтезированы ранее неизвестные производные 2,2'-бипиридила и трис(2,2'-бипиридильные) комплексы рутения, в которых один из лигандов содержит функциональные заместители,
• получены органо-неорганические гибриды на основе системы трис(2,2'-бипиридильные) комплексы рутения (2+) - кремнезем, в которых органический и неорганический компоненты химически связанымежду собой,
• изучено влияние специфических взаимодействий комплексов Ru2+ с кремнеземной матрицей, а также влияние природы лигандов на спектральные характеристики комплексов.
Апробация работы.
Основные результаты работы доложены на 4-ой Международной конференции молодых ученых по органическому синтезу (Санкт-Петербург, 2005 г.), 4-ой Международной конференции по золь-гель материалам (Kliczkov Castle, Poland, 2006), Международной конференции Structural Chemistry of Partially Ordered Systems, Nanoparticles and Nanocomposites (Saint-Petersburg, 2006 г.), 1ой Международной конференции Asian Symposium Advanced Materials (Vladivostok, 2007 г.), XX Всероссийском совещании по температуроустойчивым функциональным покрытиям (Санкт-Петербург, 2007 г.), Международной конференции по наноматериалам «НАНО-2008» (Минск, Беларусь, 2008 г.), 1ой Международной молодежной конференции WMRIF Workshop for young materials scientists (Tsukuba, Japan, 2008), Симпозиуме Новые высокочистые материалы (Нижний Новгород, 1-2 декабря 2008).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 статей в рецензируемых журналах, 1 статья в сборнике и 7 тезисов докладов.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 155 страницах. Состоит из введения, пяти глав, выводов и списка цитируемой литературы из 207 наименований. Содержит 26 рисунков.
