Высокотемпературные масс-спектральные исследования фуллеренов и их фторпроизводных

• Автор: Марков, Виталий Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 126 с. : ил

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
Цель работы
Научная новизна
Практическая значимость
Апробация работы
Структура и объем диссертации
ГЛАВА I. Исследования процесса фторирования фуллеренов
1.1. Способы фторирования фуллеренов
I. 2. Фторирование фуллеренов in situ в ячейке масс-спектрометра
I. 3. Фторирование бинарными фторидами металлов переменной валентности
1.3. 1. Фторирование трифторидом марганца (M11F3)
1.3.2. Фторирование тетрафторидом церия (CeF
I. 3. 3. Фторирование моно- и дифторидами серебра (AgF и AgF2)
I. 3. 4. Фторирование трифторидом кобальта (C0F3)
I. 4. Фторирование комплексными фторидами металлов переменной валентности
I. 4. 1. Фторирование гежеафторплатинатом калия (KPtFe)
I. 4. 2. Фторирование гексафторкобальтатом(Ш) калия (K3C0F6)
I. 4. 3. Фторирование гептафторплюмбатом(1У) цезия (CsaPbFy)
I. 5. Фторирование смесью бинарного фторида металла переменной валентности со фторидом калия (KF)
I. 6. Хроматографическое деление продуктов фторирования
I. 7. Химическое строение продуктов фторирования
I. 8. Обсуждение результатов фторирования фуллеренов фторидами металлов переменной валентности
Глава II. Масс-спектральный анализ фторпроизводных фуллеренов
II. 1. «Мягкие» методы ионизации
II. 1. 1. Лазерная десорбция и масс-спектрометрия вторичных ионов
II. 1. 2. Электроспрей (ЭС)
II. 2. «Жесткие» методы ионизации
II. 2. 1. Электронный захват
II. 2. 2. Электронный (фотонный) удар
II. 3. Масс-спектры электронного удара Образцов С6оГ3б
II. 4. Масс-слектры электронного удара Образцов Сбо!
II. 5. Масс-спектры электронного удара Образцов С6оР|8
II. 6. Масс-спектры электронного удара продукта фторирования С6оВг24

II. 7. Сравнения различных масс-спектральных методик применительно-к анализу фторфуллеренов
Глава III. Сублимация фуллеренов и их фторпроизводных
III. 1. Давление насыщенного пара и энтальпия сублимации фуллеренов
III. 1.1. Давление насыщенного пара и энтальпия сублимации С6о
III. 1. 2. Давление насыщенного пара и энтальпия сублимации С7о
III. 1. 3. Давление насыщенного пара и энтальпия сублимации высших
фуллеренов
III. 1. 4. Факторы, осложняющие исследование сублимации фуллеренов...90 III. 1. 5. Рекомендованные значения давления насыщенного пара и
энтальпии сублимации..:
III. 1. 6. Обсуждение результатов исследования сублимации фуллеренов
III. 2. Давление насыщенного пара и энтальпия сублимации фторфуллеренов
III. 2. 1.С6оРзбИСб0р48

III. 2. 3. Факторы, осложняющие исследование сублимации
фторфуллеренов
III. 2. 4. Обсуждение результатов исследования сублимации фторфуллеренов
Выводы
Литература

Введение
К фуллеренам 'относят аллотропные формы углерода, имеющие молекулярное строение. При этом молекулы фуллеренов представляют собой замкнутую решетку, в узлах которой расположены атомы углерода; ее поверхность составляют 12 пяти-членных и (о-20)/2 шести-членных колец, где п - число атомов углерода в молекуле (правило изолированных пентагонов). Зрительно молекулы фуллеренов можно представить в виде «Геодезических Куполов» архитектора Бакминстра Фуллера, от имени которого они и взяли свое название. Какие-либо другие молекулярные образования из атомов углерода, строение которых не описывается вышеуказанной схемой, не принято относить к фуллеренам. Таким образом, фуллерены могут иметь строго определенное число атомов углерода (60; 70+2 т, где т> 0). У фуллеренов с числом атомов углерода > 78 встречаются изомеры [1].
Временем открытия фуллеренов принято считать 1985 г., когда Г. Крото, Р. Керл и Р. Смолли обнаружили, что масс-спектр, полученный при лазерном испарении графита при определенных условиях, состоит главным образом из ионов, содержащих 60 и 70 атомов углерода (Нобелевская премия 1996 г.) [2]. Вместе с тем, преобладание в парах графита кластеров с 60 и-70 углеродными атомами было обнаружено Ролфингом и др. еще в 1984 году,[3] однако это не было воспринято авторами как существование новых форм углерода. В макроколичествах фуллерены были выделены лишь в 1990 г. Кряйчмером и др. [4], которые применили контактную дугу между графитовыми электродами в атмосфере инертного газа (давление 5-20 кПа). Из полученной таким образом сажи фуллерены были выделены посредством экстракции
Состав фракций, полученных
і разделении посредством ВЭЖХ
Исходный Фракция Условия Время Удерживания, мин Основные составляющие1
Материал № Элюент Поток, мл/мин
Продукт фторирования 1 Толуол 1 3-6 Направлена на дальнейшее разделение
Продукт фторирования 2 Толуол 1 7,9 Направлена на дальнейшее разделение
Продукт фторирования 3 Толуол 1 9,2 С7638 (симметрия С/У
Продукт фторирования 4 Толуол 1 11,5 СЛ, С7бРз8
Продукт фторирования 5 Толуол 1 13,3 7бР 36/38, (изомер 1±
Продукт фторирования б Толуол 1 26,5 С7«Рзо/32, С78р38
Фракция 2 7 Толуол 0,5 7,1 Направлена на дальнейшее разделение
Фракция 7 8 Толуол - гептан (1:1) 1 2-6 Направлена на дальнейшее разделение
Фракция 7 9 Толуол - гептан (1:1) 1 7,9 СтбРо (изомер 2, симметрия С,)«
Фракции 1 и 8 10 Толуол - гептан (1 ;4) 1 4,2 0-7бР42, С7бр44
Фракции 1 и 8 11 Толуол - гептан (1:4) 1 6,1 7бР38/40/42/44, (-7<Рз8МоО, С7бРз8/42(ОН)2
Фракции 1 и 8 12 Толуол - гептан (1:4) 1 9,8 С7бРз8ЛЮ/42
Фракции 1 и 8 13 Толуол - гептан (1:4) 1 11,0 С76р40 (изомер 3)'
Фракции 1 и 8 14 Толуол - гептан (1:4) 1 13,3 С7бР«0 (изомер 4)т
Фракции 1 и 8 15 Толуол - гептан (1:4) 1 18,5 С7бР40 (изомер 5)11
Фракции 1 и 8 16 Толуол - гептан (1:4) ! 28,0
Фракции 1 и 8 17 Толуол - гептан (1:4) 1 30-36 С76Р37/З9/41ОН, С?бРзб/38/4оО
* Значительно преобладающие компоненты фракций (общая интенсивность прочих не превышает 60 %) выделены жирным шрифтоп
* Вывод о симметрии сделан на основании спектров 1 Г ЯМР.
" Вывод о наличии 5 изомеров сделан па основании ИК спектров.