Циклодекстринсодержащие супрамолекулярные структуры и молекулярные трубки на их основе

• Автор: Калашников, Филипп Александрович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1. Углеродные нанотрубки

1.1. Получение углеродных нанотрубок

1.1.1. Дуговые методы синтеза.

1.1.2. Лазерный синтез.

1.1.3. Электролитический метод.

1.1.4. Пиролитические методы.

1.2. Очистка углеродных нанотрубок.

1.2.1. Химические способы
1.2.2. Физикохимические и механические способы
1.3. Строение и свойства.
1.4. Химические свойства и модификация.
1.4.1. Заполнение наиотрубок.
1.4.2. Химическая модификация поверхности
1.5. Потенциальные области применения углеродных наиотрубок
2. Бор и азотсодержащие нанотрубки
3. Металлсодержащие нанотрубки.
4. Органические нанотрубки.
5. Циклодекстриновые нанотрубки
5.1. Циклодекстрины
5.2. Комплексы циклодекстринов.
5.2.1. Комплексы включения с низкомолекулярными веществами.
5.2.2. Комплексы включения циклодекстринов с полимерными лигандами
5.3. Полимеры на основе циклодекстринов
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1. Использованные соединения.
2. Синтез комплексов ациклодЕкстринл с полиэтиленоксидом
3. Синтез комплекса Рциклодекстрина с проксанолом.
4. Синтез полиротаксанов на основе ациклодЕкстринл
5. Синтез молекулярных трубок, включающий стадию образования полиротаксанов.
6. Синтез молекулярных трубок в суспензии
7. ГЕЛЬПРОНИКАЮЩЛЯ ХРОМАТОГРАФИЯ5
7.1. Выделение молекулярных трубок.
7.2. Выделение полиротаксанов
8. Изучение гидродшомических характеристик трубок
9. Динамическое светорассеяние.
. Поляриметрия.
. ЯМРспектроскопия
. Расчт выхода комплекса, исходя из состава фаз.
. Массспектрометрия метод матричноактивированной лазерной десорбцииионизации.
. Спектрофотометрические измерения в УФ и видимом диапазоне
. Изотермическая титрационная калориметрия.
. ОСМОМЕТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ
. АЦЕТИЛИРОВАНИЕрЦИКЛОДЕКСТРИНА И рТРУБОК
. ИКСПЕКТРОСКОПИЯ.
. Определение степени ацетилироваиия методом ИКспектроскопии
. Исследование монослов на границе раздела вода воздух
. Метилирование Ртрубок.
. Рентгенофазовый анализ.
. Дифференциальная сканирующая калориметрия
. Седиментация.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
1. ПОЛИРОТАКСАНЫ НА ОСНОВЕ аЦИКЛОДЕКСТРИНА И ПОЛИЭТИЛЕНОКСИДА.
1.1. Получение полиротаксанов
1.2. Определение состава полиротаксанов
1.3. Свойства полиротаксанов, полученных различными методами.
2. Молекулярные трубки на основе циклодекстринов.
2.1. Синтез молекулярных трубок
2.2. Свойства молекулярных трубок
2.2.1. Молекулярная масса и гидродинамические характеристики.
2.2.2. Фазовое состояние трубок
2.2.3. Термомеханические свойства трубок.
2.2.4. ЯМРспектроскопия.
2.2.5. МАЫЛТОР массспектрометрия.
2.2.6. Седиментационный анализ.
3. Комплексообразующие свойства молекулярных трубок
3.1. Системы трубка краситель.
3.2. Системы трубка краситель третий компонент
3.3. Системы трубка поверхностноактивное вещество
4. Производные молекулярных трубок
4.1. Сильно замещнные ацетилированные рциклодекстрины и Ртрубки
4.1.1. Термомеханические свойства.
4.1.2. Исследования монослов
4.2. Слабо замещнные ацетилированные ртрубки.
4.3. Метилированные Ртрубки.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Камера заполняется газовой смесью, содержащей торр метана и торр аргона и посредством пропускания постоянного тока 0 А при В создатся дуговой разряд между электродами. Железо плавится и создат пар, конденсирующийся в маленькие частицы карбида железа вокруг катода. Одновременно происходит образование сажи из метана и за счт испарения углерода с поверхности катода. Было отмечено, что в отсутствие одного из компонентов аргона, метана или железа образования трубок не наблюдалось. В случае трубок на их концах частиц железа не обнаружено, предполагается, что в этом случае атомы железа выступают в роли гомогенных катализаторов, способствующих образованию однослойных трубок. Размеры трубок могут быть довольно точно определены благодаря наличию включений графита, присутствующих в образцах для микроскопии. Расстояние между слоями в графите составляет 0, нм и, принимая его за эталон, достаточно точно рассчитывается диаметр трубок. Одновременно другими исследователями было обнаружено образование однослойных трубок в присутствии кобальта 9. В этом случае авторы использовали электроды с просверленными отверстиями в которые помещали смесь графита с порошками металлов Ре, Со, 0 и подвергали испарению в дуговом разряде в атмосфере гелия. При использовании кобальта были получены однослойные углеродные трубки близкого диаметра 1,2 нм, тогда как в присутствии других использованных металлов образования трубок не наблюдалось. Рис. Схема установки для дугового синтеза. Позднее было исследовано влияние добавок многих металлов и их смесей друг с другом и неметаллами, но образование однослойных НТ наблюдалось только в присутствии Ре, Со, 1 и некоторых смесей с их участием. Некоторые катализаторы вызывали образование паутины, висящей между катодом и стенками камеры. В ней как и на стенках камеры, содержались фуллерсны, аморфный углерод, плоские частицы графита и небольшое количество однослойных НТ. На стенках иногда наблюдали образование резиноподобного осадка, который можно было снять в виде отдельных кусков и лент рис. Добавление к кобальтовому катализатору серы приводило к росту количества паутинообразного продукта, повышало выход НТ и вызывало заметный разброс в значениях диаметра НТ от 1 до 6 нм . Испарение одновременно с графитом кобальта и серы приводило к изменению формы образующихся продуктов и выделению многослойных НТ в цен грс катодного осадка, много и однослойных НТ с множеством других частиц в резиноподобном осадке вокруг катода и однослойных ПТ в паутинообразном материале . Авторы работы полагают, что механизм образования много и однослойных НТ различен, причм кобальт и сера вызывают формирование однослойных НТ непосредственно в газовой фазе и предотвращают закрытие концов НТ. Поскольку сама сера не является катализатором образования НТ, е роль предположительно сводится к стабилизации висячих связей. Добавки висмута и свинца также вызывают увеличение диаметра НТ. Предполагается, что в механизме образования однослойных НТ большое значение имеют кольцевые углеродные сгруктуры, формирующиеся в газовой фазе. Наиболее стабильными являются кольцевые структуры, содержащие от до атомов углерода, которые вместе с кобальтом образуют кластеры СотСп. Эти кластеры и играют роль катализаторов, а сера, висмут и свинец стабилизируют кольцевые структуры . Помимо инертной атмосферы в качестве среды для дугового синтеза трубок используют также атмосферу метана . Б этом случае в некоторых условиях образование ПТ не сопровождается образованием фуллеренов и наночастиц. При высоких парциальных давлениях метана образуются относительно толстые, а при низком 13 кПа тонкие и длинные многослойные НТ. Поскольку метан в условиях синтеза разлагается на ацетилен и водород, были проделаны попытки получения НТ в атмосфере водорода . Довольно длинные НТ образуются уже при давлении водорода 7 кПа, а их выход при давлении кПа сопоставим с выходом, достигаемым в гелии при кПа. Многие НТ, полученные в токе водорода, имеют узкий внутренний канал, являются открытыми не имеют шапочек на концах и в целом отличаются высоким качеством.