Синтез и оптические свойства соединений переходных элементов в перфторсульфоновой мембране

• Автор: Бражникова, Евгения Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава I. Обзор литературы
1.1. Строение и свойства перфторсульфоновых мембран Nafîon
1.1.1. Процессы ионного обмена и диффузии катионов в мембране
1.1.2. Капсулирование комплексных соединений переходных
металлов
1.2. Модифицирование мембран Nafion неорганическими наноразмерными соединениями
1.3. Способы получения и стабилизации наночастиц серебра
1.4. Синтез и люминесцентные свойства наночастиц сульфида
Кадмия
1.5. Фотохромные системы
1.6. Гидроксоформы молидена(РУ) в водных растворах
Глава П.Методики экспериментов
П.1. Подготовка и характеристика перфторсульфоновых мембран
П.2. Синтез серебра в ПФС-мембране
11.3. Модифицирование ПФС-мембран молибдатом и вольфраматом натрия
11.4. Капсулирование сульфида кадмия в ПФС-мембране
II.5 Модифицирование ПФС-мембран катионами Со2+, Ni2+ и Си2+
11.6. Методы исследования
Глава III. Фотовосстановление катионов Ag+ в перфторсульфоновой мембране
111.1. Характер сорбции катионов Ag+B мембране
111.2. Процесс фотовосстановления
111.3. Рентгеновские дифрактограммы капсулированного серебра
111.4. Рентгеноэлектронные спектры
111.5. Окисление серебряных частиц перекисью водорода
III.6. Сенсибилизация люминесценции капсулированного
серебра пиреном
Глава IV. Фотохромные свойства перфторсульфоновых мембран, модифицированных молибдатом натрия
IV.1. Особенности модифицирования
IV.2. Спектры поглощения модифицированных ПФС-мембран
IV.3. Фотохромизм
IV.4. О сопряжении rf-электронов в процессе фотовосстановления
Глава V. Синтез, и оптические свойства сульфида кадмия в перфторсульфоновой мембране
V.l. Синтез сульфида кадмия в ПФС-мембранах
V.2. Зависимость спектров поглощения от содержания • сульфида
кадмия в мембране
V.3. Люминесценция капсулированных частиц
V.4. Малые и укрупненные частицы сульфида кадмия
V.5. О плотности капсулированных частиц
Глава VI. Оптические свойства перфторсульфоновой мембраны, модифицированной катионами Со2+, №2+и Си2+'"
VI.1. Ионообменное модифицирование мембран
VI.2. Адсорбционные свойства модифицированных мембран
VL3. Термическая устойчивость пористой структуры модифицированных
мембран
VI.4. Оптические свойства модифицированных мембран
VI.4.1. Кобальт(/7)содержащая мембрана
VI.4.2. Никель(/7)содержащая мембрана
VI.4.3. Медь(/7)содержащая мембрана
Выводы
Список литературы
Введение
Перфторсульфоновые мембраны (ПФСМ), обладающие наноразмерны-ми каналами и полостями, могут быть использованы в качестве носителей для получения и стабилизации в них широкого круга «гостевых» веществ. Прозрачность ПФСМ в широком диапазоне длин волн определяет особый интерес к оптическим свойствам нанокомпозитов на их основе. На роль гостевых веществ, среди прочих, обоснованно претендуют соединения переходных металлов, обладающие комплексом разнообразных, в. том* числе уникальных оптических свойств. Доступность порового пространства мембран для жидкостей и газов позволяет использовать различные варианты, модифицирования для получения широкого круга соединений в капсулированном наноразмерном состоянии. Так, представляется возможным распределить на внутренней поверхности- ПФСМ' ансамбли- кластеров и монослои веществ, обладающих свойствами, отличающими их от макроаналогов. Самостоятельный интерес в развитии- указанного направления представляет исследование предельно фрагментированных форм металлов, оксидов и халькогенидов в связи с потенциальной возможностью проявления ими размерно-зависимых люминесцентных, светопреобразующих, фотохромных, сенсорных и др. оптических свойств. Тем не менее, до настоящего времени-ПФС-мембраны, не привлекли должного внимания в качестве носителей для капсулирования соединений переходных металлов.
Диссертационное исследование выполнено по плану НИР РГПУ им. А.И. Герцена в рамках научного, направления №17 «Физическая химия конденсированных сред и их поверхностей», Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (гос. контракт 02.740.11.0544), поддержано грантом (серия ПСП № 10173) Комитета по науке и высшей школе Правительства Санкт-Петербурга (2011г.) и специальной государственной стипендией Президента Российской Федерации (приказ № 7092 от 18.11.2009 г.).
В литературе такое испускание получило название экситонной флуоресценции [57-73]. Кроме того, некоторая часть образующихся пар е'//г+ еще до процесса рекомбинации может быть захвачена «ловушками» -поверхностными дефектами кристаллической структуры СбЗ, а именно, вакансиями в подрешетках кадмия и серы. Рекомбинация.зарядов, удерживаемых «ловушками», может проявляться^ виде широкой длинноволновой полосы свечения. Таким образом, в спектре люминесценции наноразмер-ного Сс1.8 могут быть предсказаны две полосы испускания (коротко- и длинноволновая), вызванного разными центрами свечения.
В [58] отмечено’ влияние pH среды на форму и- соотношение интенсивностей полос люминесценции. Тушение экситонной флуоресценции наблюдали в присутствии растворителей или растворённых веществ, способных образовывать водородные связи с анионами серы на поверхности- сульфида кадмия, тогда как при использовании апротонных растворителей сохранялись оба'типа люминесценции.
Подавление люминесценции наночастиц СёЭ при температурном воздействии рассмотрено в [59]. Частицы получали в водном* растворе' полиакриамида в присутствии щёлочи. Агрегации частиц-препятствовало образование водородных связей с полимерными молекулами акриламида. При облучении раствора- светом с длиной волны. 300 нм в спектре люминесценции- возникала" полоса с максимумом 470 нм. Интенсивность свечения резко снижалась при нагревании образца до 40°С. Причиной наблюдаемого авторы считают изоляцию частиц СбБ от возбуждающего света при их попадании внутрь полимерных глобул акриамида, образующихся при повышении температуры.
Взаимодействие различных веществ с поверхностью частиц приводит к существенному подавлению центров свечения на поверхностных дефектах [60,61]. Так, в [60] наночастицы СбЭ были получены в микроэмульсии на основе раствора тиофенола в 4-меркаптопиридине. Спектр люминесценции