Золь-гель синтез органо-неорганических гибридов в системе органические комплексы рутения - кремнезем

• Автор: Здравков, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 155 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1 Обзор литературы

1.1. Зольгель синтез наномагериалов

1.1.1 Зольгель процесс

Гидролиз алкоксисиланов

Конденсация
Реакции эгерификации и переэтерификации силанолов, реакция гидролиза алкоголиза силоксановой связи

Растворители зольгель процесса

Получение крсмнегелей в безводной среде

Катализаторы зольгель процесса

Процесс гелеообразования
1.1.2. Технологические аспекты формирования
наноматериалов
Технология формирования силикатных пленок и стекол
Технология получения ансамблей наиочастиц
1.2. Получение гибридных материалов зольгель
методом
1.2.1. Классификация наногибридов в зависимости от ти па
межфазных взаимодействий в системе
1.2.2. Практическое применение органонеорганических
гибридов
1.2.3. Внедрение комплексов переходных металлов в
кремнеземную матрицу
Синтез производных 2,2бипиридила
Синтез комплексов рутения
Строение и свойства комплексов рутения
Глава 2 Синтез исходных соединений
Синтез бромпроизводных 2,2бипиридила
Синтез производных 2,2бипиридила ЫруСОХ и производных 1,фепантролииа
Синтез комплексов рутения
Глава 3 Получение композитов в системе трис2,2
бнпиридильные комплексы рутения кремнезем
Получение композитов зольгель методом. Данные 6 термического анализа. Данные по адсорбциидесорбции спирта на композитах. Расчет удельной поверхности и общего объема пор в образцах.
Оптические и светочувствительные свойства наногибридов
Глава 4 Получение органонсорганичсских взаимопроникаю
щих гибридных сеток в системе трис2,2бипиридильные комплексы рутения кремнезем
Получение взаимопроникающих сеток зольгель 5 методом
Электронные спектры поглощения сеток
Светочувствительность композитов
Спектры люминесценции наногибридов
Глава 5 Экспериментальная часть
Синтез бромпроизводных 2,2биииридила
Синтез производных 2,2бипиридила ЫруСОХ
Синтез производных 2,2бипиридила ЫруСХ
Синтез производных 1,фенантролина
Синтез комплексов рутения
Синтез наногибридов в системе трис2,2 0 биииридильные комплексы рутения
кремнезем. Синтез взаимопроникающих гибридных
сеток в системе трис2,2бипиридильные комплексы рутения кремнезем Выводы
Список публикаций автора
Список цитируемой литературы


Состоит из введения, пяти глав, выводов и списка цитируемой литературы из 7 наименований. Содержит рисунков. ГЛАВА 1. Способы получения изолированных наноматериалов достаточно разнообразны. Здесь, прежде всего, необходимо упомянуть физические методы, основанные на различных методах испарения металлов или их оксидов в потоке инертного газа с последующей конденсацией в специальных условиях 1. Значительны достижения в синтезе наночастиц углерода. В настоящее время уже созданы серийные установки для выращивания фуллеренов и углеродных нанотрубок методом химической газофазной эпитаксии например, японские установки V V0, V00, V0 и др. Для получения кристаллических наночастиц и нанотрубок на основе оксидов металлов и их производных широко используется гидротермальный метод 3. Хорошо известные в физике и химии твердого тела поверхностные гетероструктуры являются основой современной элементной базы компьютеров, а лазеры на квантовых точках новыми перспективными источниками энергии 4. При этом рассматриваются как структуры, полученные методом компактирования 5, так и химически синтезированные наноматериалы. Особый интерес среди последних представляют монолитные гибридные материалы, синтезируемые зольгель методом, характерной особенностью которых является наномерный размер структурных элементов. Выбор зольгель метода для синтеза композитов не случаен. Этому методу посвящено значительное количество статей, обзоров и монографий 69. Подобный интерес вызван возможностью использования зольгель технологии для создания принципиально новых материалов для оптики и электроники, и является следствием целого ряда преимуществ, предоставляемых этим методом, по сравнению с традиционным путм получения материалов из порошков. К таким Преимуществам, Прежде всего, ОТНОСЯТСЯ легкость ОЧИСТКИ ИСХОДИ,IX алкоксидов металлов в случае синтеза ксерогелей методом гидролитической поликонденсации алкоксидов, возможность получения таких некристаллических систем, синтез которых традиционным методом приводит либо к разделению фаз, либо к кристаллизации, а также возможность организации экологически чистого, безотходного производства. Существует два подхода к проведению зольгель процесса. В первом варианте исходят из коммерчески доступных золей частиц например . Изменением кислотности среды добиваются дестабилизации золя, а происходящая при этом агрегация частиц с последующей их конденсацией дает кремнеземный гель. Второй подход относится к так называемому органическому зольгель процессу. В этом случае исходными соединениями являются алкоксисиланы. Образующиеся при их гидролизе силанолы претерпевают последующую конденсацию по полимерному механизму. Имешю второму методу проведения зольгель процесса, а также синтезу наногибридов на основе алкоксисиланов и посвящена данная работа. Сначала необходимо остановиться на некоторых основных закономерностях протекания зольгель процесса, необходимых для понимания дальнейшего материала. Реакции зольгель процесса. Гидролиз алкоксисиланов. I0, гидролиз алкоксисиланов происходит исключительно вследствие разрыва связи i. Скорость гидролиза минимальна при рН7 и существенно возрастает при увеличении концентрации 1Г4 или ОГГ . Далее мы рассмотрим подробнее зольгель процесс в кислой среде, поскольку в данной работе синтез монолитных образцов проводился именно в этих условиях. Считается, что гидролиз алкоксисиланов является процессом бимолекулярного нуклеофильного замещения 2i с пентакоординированным переходным состоянием. Исследование реакции гидролиза различными методами показало, что кислотность среды является основным фактором, влияющим на скорость гидролиза . Конденсация. Протонированная молекула силанола более элсктрофильна и, следовательно, наиболее подвержена нуклеофильной атаке со стороны другой молекулы силанола. Молекула силанола иротонируется тем легче, чем более она основна. Так как основность молекул силанолов падает в ряду 8ОН4КО8ОНзКООН2Юз8ОН, реакция конденсации протекает преимущественно между нейтральными молекулами и силанольными группами мономеров или ОН группами, расположенными на конце силоксановой цепи.