Масс-спектральное изучение термодинамических свойств простых неорганических производных фуллерена С60

• Автор: Дорожко, Петр Анатольевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с. : ил

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Гидриды фуллеренов

1.1.1. Синтез гидридов фуллеренов

1.1.2. Н. ,ЭС и Не ЯМРспсктроскопия гидридов фуллеренов

1.1.3. ИКспектры гидридов фуллеренов.

1.1.4. Массспектральное изучение гидридов фуллеренов.

1.1.5. Квантовомеханичсскнй расчет стабильности изомеров СиТЫ

1.1.6. Термодинамические свойства гидридов фуллеренов

1.1.7. Использование гидридов фуллеренов и гидрированного фуллерита в качестве аккумуляторов водорода. Термическое разложение гидридов фуллеренов

1.2. Галогениды фуллеренов хлор и бромпроизводиые

1.2 1. Методы синтеза хлоридов и бромидов фуллеренов

1.2 2. ИКспсктры галогенидов фуллеренов
1.2.3. иС ЯМРспектроскопня галогенидов фуллеренов
1.2.4. Массспектральное изучение галогенидов фуллеренов
1.2 5. Теоретические предпосылки стабильности галогенпрокзводных
1.2.6. Термодинамические свойства галогенидов фуллеренов
1.2.7. Практическая значимость галогенидов фуллеренов.
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Аппаратура и методика эксперимента
2.1.1. Массспектральное изучение производных фуллеренов.
2.1.2. Термические методы анализа конденсированной фазы.
2.1.3. Контроль состава конденсированной фазы.
2.1.4. Используемые реактивы
2.2. РЕЗУЛЬТАТЫ
2.2.1. Г идриды и дсйтсриды фуллеренов
2.2.1.1 Выбор материала эффузионкой ячейки.
2.2.1.2.Изотермическая сублимация гидрида фуллерена СвоНзб
2.2.1.3.Изменения в конденсированной фазе в ходе термической обработки СбоНл,
2.2.1.4.Разложение гидридов и дсйтсридов фуллеренов.
2.2.1.5.Массспетры электронного удара СоНзб и СыНи.
2.2.1.6.0пределение давления пара гидридов СбоНм и СдеНх
2 2.1.7.0пределение энтальпий сублимации СбоНзб и СбоИк.
2 2,1.8,Определение количества выделившегося водорода при разложении СвоНэб
2 2.1 9 Изучение поведения дейтеридов , i. и СбоШз с изменением температуры
2.2.2. Галогениды
2.2.2.1.Синтез галогенидов СоС1о и СооВг2.
2.2.2.2.Изучение газовой и конденсированной фаз над галогенидами фуллеренов в ходе термической обработки
2.2.2.3.Совместное испарение внутреннего хлорирующего агента и фуллерита
2.2.2,4.0ценка давления хлоридов фуллеренов и энтальпии реакции разложения СбоСЬ.
2 2.2 5 .Термический анализ конденсированной фазы галогенидов фуллеренов.
3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
3.1. Гидриды Со
3.1.1. Чистота препаратов, правильность отнесения полученных результатов.
3.1.2. Разложение СбоНзо
3.1.2.1 Давление водорода в твердофазной реакции разложения
СН,бтвСтв8Н2.
3.1.2.2.Расчет отношения равновесных давлений рСмУрСбоНэб в газофазовой реакции СНзйгСбог Н2.ИЗ
3 1.2.3.Возможные причины полученного противоречия.
3.1.2.4.Давления насыщенного пара гидридов СвНб и i8. Сравнение с соответствующими фторидами.
3.1.2.5.Эволюция твердой фазы в ходе разложения СчфНз
3.1.3. Возможность применения гидридов в качестве аккумуляторов водорода
3,2 Галогениды фуллеренов
3.2.1. Идентификация ионов хлоридов фуллеренов в массспектрах электронного удара
3.2.2. Определение энергии разрыва связи СйоХ ХН. На1.
4. ВЫВОДЫ
5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
6. ПРИЛОЖЕНИЕ
Введение


Поиск и определение термодинамической стабильности простых неорганических производных гидридов, хлоридов и бромидов фуллеренов в газовой фазе Изучение Процессов термического разложения твердых СбоНз и СВг Научном новизна работы. Впервые при изучении гидридов и дейтеридов фуллеренов установлены условия сублимации производных фуллеренов, при которых влияние процесса деструкции минимально При найденных оптимальных условиях сублимации производных испарение из кварца, Т0К оценены индивидуальные массспектры СбоНщ. СбоНзб, экспериментально получены температурные зависимости давления пара и энтальпии сублимации СмНк. СюНэб Показано, что сублимация СмН в вакууме может происходить при давлении водорода, значительно ниже равновесного Получены оценочные уравнения для температурной зависимости давления паров дсйтсрированных производных Сел. Изучен состав пара над соединением брупососгава ОоШт. Показано. СоНзб, не превышает от максимально возможного. Установлено, гто жесткая термическая обработка Т 0К гидридов СбоНк, СбоНм приводит к образованию водородсодержащих соединений. См. Оценена энтальпия разложения бромида СбоВг2. В газовой фазе обнаружены молекулы хлоридов фуллеренов Со и Сто. Определена энтальпия разрыва связи СН в СНзб, оценены энергии разрыва связи СмС в СС и СбоВг в СбоВг4. Практическая шачцлинть работы. Публикации. Апробация работы. Основные результаты данной работы были представлены на 1V международных семинарах Фуллерсны и атомные кластеры СанктПетербург. Электрохимического общества ЛосАнжелсс, США, г и СанДнего. США. Международной конференции ИЮПАК по высокотемпературной химии материалов Юлих, Германия, г. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов и списка цитируемой литературы Диссертация изложена на 0 страницах, содержит рисунков и таблиц Библиография включает 8 наименовании. Интерес к гидридам фуллеренов обусловлен как фундаментальной задачей по изучению свойств этих соединений, так и возможностью использования высших гидридов и высокогндрированного фуллерита в качестве аккумуляторов водорода, интермедиатов для химических источников тока и катализаторов разнообразных процессов превращения гидрирование, дегидрирование, рнформннг, гидрокрекинг предельных и непредельных углеводородов. Теоретически гидрид СоНо способен выделять 7,7 масс. С момента обнаружения гидридов фуллеренов в продукте восстановления С металлических i в жидкох аммиаке т. Берчу было опубликовано около 0 работ, в которых разрабатывались отдельные методы синтеза гидридов фуллеренов, изучались их физикохимические свойства, производился поиск оптимальных условий их практического применения. Методы селективного синтеза и выделения отдельных изомеров разработаны только для гидридов СоН2 , СЮН, , и СоНц . Для разделения полученных изомеров гидридов СНб использовался метод ВЭЖХ. Методы направленного синтеза для гидридов . СоНз С ПОМОЩЬЮ ЭТИХ методов были получены смеси изомеров СН. Удовлетворительных методов селективного синтеза высших гидридов Со пока не найдено. Основные методы синтеза водородных производных фуллсрсна Сво приведены в табл. Такая форма представления информации кажется наиболее удобной, тем более, что в данной работе вопросы, связанные с методикой синтеза гидридов затрагиваются только косвенно. С.Сто и высших фуллеренов. Табл 1. Методы синтеза гидридов фуллсрсна С. Т,К Время, ч атм УФ и видимий спектр, Я, нм растворитель ИК. ЯМРЦ 6, м. С, . СаНЛ . СоЛ 5. ВН,ТГФ 8 0. СюЧч слгг юа, г гцлролиз 8 1 СН 6, 7. Табл. Система Суб стратреаг снт Субстратрсаг енг. Т. К время, ч Р. УФ и видимый спектр. К им растворитель ИК. ЯМРН, 0, м. СмНз . СиН 5. СкНд1. СЫ, ,5 6 . V Н0, Н 0 3 1,5 СК 6 6. ВН,ТГФ 3 0 6 нюмеров СН, 1. Н 1 3 3 СкН . Т. К время. Р К2. УФ и видимый спектр. ИК. СН I СН 2. ОВД ,, , . САЛ ЫНзж. ВиОН 5 I СвНк i 2 циклогексан , С Н. ТГФ ВиОН 5 I. Табл 1 Продолжение. Т. К время, ч Рм. УФ и видимый спектр. К ым растворитель ИК, У. ЯМРн, Й, м д. ОоДГА 3 0. РП. РАВ. Е1 С, 2. СН. СЬ . СЧСНХ . СТСЬ 1. ОоДГА 3 РО. РАВ, Е1 СоНц . Оо ДГА бскзатреи 5 3 2 Е1 СЛ Х0. СН 3.