Лапшин Андрей Евгеньевич

структурная химия НАНОРАЗМЕРНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ В СОЕДИНЕНИЯХ ТИПА NaX и ZSM-11 и ОРГАНО-НЕОРГАНИЧЕСКИХ ГИБРИДАХ

Специальность 02.00.04-физическая химия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора химических наук.

Санкт-Петербург 2008 г.

Работа выполнена в Институте химии силикатов имени И.В.Гребенщикова РАН

Научный консультант академик Шевченко Владимир Ярославович

Официальные оппоненты д.ф.-м.н., профессор Шамрай Владимир Федорович

д.х.н., профессор Фурманова Нина Георгиевна

д.х.н., ст.н.с. Голубков Валерий Викторович

Ведущая организация - Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Защита состоится _23 апреля_2008 г._ в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 002.107.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора химических наук при Институте химии силикатов им. И.В.Гребенщикова РАН по адресу: 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, дом 2

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ИХС РАН

Автореферат разослан 31 января 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета к.х.н. Г.А.Сычева

Общая характеристика работы

__________________________________________________________

Актуальность темы. Фундаментальной задачей неорганической химии является синтез новых химических веществ и исследование их свойств. В последние годы детально исследуются наноразмерные объекты в виде отдельных частиц, нанокомпозитов или нанослоев.

Исследованные нами соединения условно можно разделить на следующие четыре группы:

-наноразмерные частицы, сформированные в матрицах цеолита или силикалита;

-органо-неорганические гибриды, характеризующиеся последовательным чередованием в структуре наноразмерных слоев, состоящих только из органической либо неорганической части соединения;

-соединения, полученные в стеклообразующих системах: щелочных и щелочноземельных фосфатах, силикатах и боратах;

-пероксокомплексы ванадия, в которых кислород находится в легковыделяющейся активной форме.

Вследствие сложности исследуемых объектов, для получения структурной информации необходимы их прямые структурные исследования. Выполненные ранее структурные исследования соединений, относящихся к вышеописанным классам, были либо фрагментарными, либо недостаточно полными вследствие известных экспериментальных трудностей, например, незначительной доли интерколлированных атомов (единицы и менее весовых процентов), отсутствия подходящих кристаллов для монокристального рентгеноструктурного анализа, из-за низкой термо и фотостабильности кристаллов и т.п.

Основная цель работы. Экспериментальное исследование структур указанных выше соединений. Разработка методов рентгеноструктурного анализа применительно к кристаллам, содержащим наноразмерные кластеры.

Научная новизна. Впервые сделано 41 структурное определение, часть из которых была внесена в международные банки структурных данных и может быть использована для структурного анализа и других расчетов, основанных на структурной информации. Установлено существование новых структурных типов в боратах щелочных и щелочноземельных металлов и в пероксованадатах. Изучено поведение наноразмерных образований различной природы в матрицах и порах. Разработан метод рентгеновского исследования соединений в нанокристаллической форме.

Основные защищаемые положения:

1. Впервые исследована структура наноразмерных кластеров CdS, S, Se и Te в полостях цеолита X и Sb, Se и Te в каналах силикалита ZSM-11.

2. Определены новые структуры соединений в стеклообразующих системах: щелочных и щелочноземельных фосфатах, силикатах и боратах.

3. Установлен принципиально новый структурный тип в стронциево-боратных системах.

4. Получены структурные характеристики новых органо-неорганических гибридных соединений.

5. Обнаружены два новых структурных типа пероксокомплексов ванадия. Доказано одновременное существование в одном кристалле пероксо- и супероксокомплексов.

Личный вклад автора. Все структурные определения и эксперименты, приведенные в диссертации, выполнены непосредственно самим автором. Работа выполнена в Институте химии силикатов РАН.

Публикации и апробация работы. По теме диссертации автором опубликовано 46 печатных работ, в том числе 28 статей в рецензируемых отечественных и международных журналах.

Материалы, включенные в диссертацию, докладывались на следующих всероссийских и международных конференциях: The Second International Symposium on the Solid State Chemistry (Pardubice, 1989), XV International Congress of Crystallography (Bordeaux, France, 1990), III чехословацко-советский симпозиум по строению и свойствам силикатных и оксидных систем (Братислава, Смоленице, 1986), XVII Congress and General Assembly. Seattle,Washington, USA, 1996), VII Международная конференция «Высокотемпературная химия силикатов и оксидов» (С.-Петербург, 1998), Второй съезд Российского керамического общества “Проблемы ультрадисперсных состояний“ (Санкт-Петербург, 1999), II Национальная кристаллохимическая конференция (Черноголовка, 2000), 21-st European Crystallographic Meeting (Durban, South Africa, 2003), Topical Meeting of the Euronean Ceramic Society ”Structural Chemistry of partially ordered systems, nanopaticles and nanocomposites” (St.-Petersburg,, 2006), Topical Meeting of the European Ceramic Society “Geometry, information and theoretical crystallography of the nanoworld” (Saint-Petersburg, 2007).

Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, описание экспериментальных и расчетных методов, четыре главы, заключение и список литературы из 237 наименований, а также приложение с таблицами координат и основных межатомных расстояний. Общий объем равен 315 страницам, в том числе 60 рисунков.

Основное содержание

Экспериментальные и расчетные методы.