Исследование свойств и превращений тетрабутоксититана с органическими дигидроксисоединениями

• Автор: Ромашкин, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Автор выражает искреннюю благодарность

д.х.н., профессору Зайцеву Б.Е., к.х.н. Страшнову П.В.,

а также всему профессорско-преподавательскому составу кафедры общей химии РУДН за помощь и поддержку в работе.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Литературный обзор

1.1. Общие сведения

1.2. Методы получения наноматериалов на основе ТЮ2

1.3. Золь-гель и золь методы

1.4. Мицеллярные и обращено-мицеллярные метод
1.5. Гидро- и сольвотермальные методы
1.6. Электрохимические методы
1.7. Методы синтеза с использованием микроволнового излучения
1.8. Методы допирования ТЮ
1.8.1. Допирование металлами
1.8.2. Допирование азотом
1.8.3. Допирование углеродом
1.8.4. Допирование фтором
1.8.5. Другие методы
1.9. Вывод из литературного обзора
2. Экспериментальная часть
2.1. Исходные вещества и реагенты
2.2. Методы физико-химических исследований
2-3. Пробоподготовка образцов и определение титана методом
атомной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой
3. Результаты и их обсуждение
3.1. Изучение реакций тетрабутоксититана с этилен-, диэтилен-
и триэтиленгликолями
3.1.1. Квантово-химическое моделирование строения молекул
аддуктов ТБТ с гликолями
3.2. Синтез и свойства гликолятов титана
3.3. Синтез и исследование тонких пленок диоксида титана
3-4. Реакции ТБТ с ароматическими дигидроксисоединения-

3.4.1 Квантово-химическое моделирование строения молекул
аддукта ТБТ с гидрохиноном
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Введение
Создание материалов с принципиально новыми характеристиками неразрывно связано с получением наноразмерных систем. Это стало возможным благодаря разработке целого ряда новых методов, позволяющих синтезировать структуры со свойствами, регулируемыми на атомно-молекулярном уровне и не достижимые для структурно-однородных материалов. Известно, что свойства твёрдых тел определяются не только химическим составом, но и особенностями их структуры. Поэтому новые твердофазные материалы, в принципе, можно создавать как путём использования новых химических композиций, так и разрабатывая новые процессы получения, позволяющие в широких пределах варьировать структурно-чувствительные свойства, зависящие от несовершенств электронной и кристаллической структуры.
В последнее время ведутся интенсивные исследования по созданию таких твердофазных материалов, в частности, оксидов переходных металлов, которые характеризуются широким спектром физико-химических свойств, благодаря чему находят применение во многих технологических процессах. Тем не менее, чистые оксидные материалы характеризуются сравнительно низким уровнем некоторых свойств и трудно регулируемой микроструктурой. Для активирования исходных реагентов и достижения требуемых характеристик (плотности, прозрачности, прочности, термостойкости) при синтезе таких материалов широко используется введение в них микродобавок. В качестве таковых наиболее широко используется диоксид титана, обладающий химической устойчивостью, прекрасными оптическими свойствами, что приводит к высокой укрывистости и белизне композиционных материалов и покрытий. Это ценное сырьё в производстве пигментов лакокрасочной промышленности и наполнителей композиционных полимерных материалов, диэлектрической керамики и керамических плёнок.
В настоящее время диоксид титана широко используется в области фотокатализа, в частности, при фотолизе воды, как экономически выгодного

Для получения тонких пленок ТЮ2 использованы трихлорид титана и гидроксид аммония в качестве источников катионов и анионов соответственно. Установлено, что поверхностные реакции этих реагентов протекают довольно успешно и являются самолимитирующими, образуя компактные и однородные пленки с контролируемой толщиной.
Фтокаталитическая активность пленок ТЮ2 оценена при их получении методами постояннотокового реактивного магнетронного распыления (ПРМР) и пиролитического распыления в различных условиях на стекле и стекле с покрытием из оксофторида олова [118]. В методе магнетронного распыления исследовано влияние реакционной среды Аг/02 (50/50) на структурные свойства пленок и их корреляция с фотокаталитической активностью под действием УФ-излучения; в методе пиролитического распыления при низких концентрация прекурсора варьировалась температура субстрата. Найдены оптимальные условия получения пленок
Прививкой метакриловой кислоты на поверхность ТЮ2 и последующей сополимеризацией с метилметакрилатом получены высокоэластичные нано-композиционные материалы, которые могут быть использованы в практике протезирования [119].
Поверхность анатаза обработана гидросульфатом 2,4,6-трифенилпирилия и затем полученный продукт нанесен на поверхность активных углей [120]. Полученный композиционный материал активный уголь/ТЮ2/ гидросульфат 2,4,6-трифенилпирилия представляет собой новый класс катализаторов, обладая высокой фотокаталитической активностью при облучении УФ светом по сравнению анатазом и гидросульфатом 2,4,6-трифенилпирилия. При облучении видимым светом фотокаталитическая активность катализатора низкая.