РЕФЕРАТ 1
МЕСТО ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 3
ВВЕДЕНИЕ 7
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 8
1 Обзор литературы 8
1.1 Получение и аттестация полиоксометаллатов 8
1.2 Строение нанокластерных полиоксометаллатов со структурой букибола 8
1.3 Строение нанокластерных полиоксометаллатов с структурой тора 10
1.4 Термодеструкция полиоксометаллатов 10
1.5 Взаимодействие полиоксометаллатов с низкомолекулярными жидкостями 12
1.6 Поливиниловый спирт 14
1.7 Поливинилпирролидон 15
1.8 Полимерно-солевые композиции 16
1.9 ИК - Спектроскопия 19
2 Постановка задачи 21
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 23
3.1 Объекты исследования 23
3.2 Методика синтеза объектов исследования 24
3.2.1 Методика синтеза Мо132 24
3.2.2 Методика синтеза Мо72Ееэ0 24
3.3 Методика эксперимента 25
3.3.1 Весовой метод статической сорбции 25
3.3.2 ИК-спектроскопия 27
3.3.3 Микроскопическое изучение пленочных полимерсодержащих композиций 27
3.4 Расчет концентраций компонентов и термодинамических параметров
взаимодействия компонентов изученных систем с сорбатом и друг с другом 28
4 Результаты и их обсуждение 30
4.1.1 Изотермы сорбции паров диоксана и этилацетата 30
4.1.2 Энергия Гиббса взаимодействия полиоксометаллатов с парами диоксана и
этилацетата 31
4.2 Взаимодействия систем ПОМ-полимер с парами метанола 31
4.2.1 Изотермы сорбции 31
4.2.2 Энергии Гиббса взаимодействия композиций ПОМ-полимер с метанолом 32
4.3 ИК - спектроскопическия исследования M0132, M0138, Mo72Fe30 36
4.3.1 Взаимодействие диоксана с ПОМ 36
4.3.1.1 Moi32 36
4.3.1.2 Mo72Fe30 38
4.3.1.3 Moi38 39
4.3.1 Композиции ПОМ-полимер 40
ВЫВОДЫ 42
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ: 43
Нанокластерные полиоксомолибдаты (ПОМ) - уникальный класс соединений на основе молибдена, молекулы которых состоят из сотен атомов и имеют разнообразные структуры, в частности, сферические и торообразные. Их структура включает внутренние полости и поры на поверхности, заполненные водой, которая может замещаться молекулами органических соединений. Благодаря своему строению нанокластерные полиоксомолибдаты имеют интересные физико-химические свойства и возможности применения. Потенциальная возможность использования нанокластерных полоксометаллатов определяет необходимость изучения их взаимодействия с низкомолекулярными жидкостями.
Полиоксомолибдаты являются перспективными материалами не только в качестве индивидуальных соединений, но и в составе полимерно- солевых композиций.
Композиционные системы, включающие ПОМ и водорастворимые полимеры, могут быть использованы при разработке сенсорных, каталитических материалов, мембран для разделения смесей органических веществ, в качестве нанокапсул для адресной доставки биологически активных веществ. Сорбционные характеристики таких композиций по отношению к парам низкомолекулярных жидкостей позволяют оценить механизмы процессов, происходящих в этих системах, а также термодинамические параметры взаимодействия компонентов, определяющие целевые свойства систем.
Ранее для ряда полиоксомолибдатов было изучено взаимодействие с низкомолекулярными жидкостями различной природы (НМЖ) термохимическим и сорбционным методами. Обнаружена роль полярности сорбата и структуры ПОМ в термодинамике взаимодействия ПОМ - низкомолекулярная жидкость и ПОМ - полимер.
Данная работа является продолжением такого рода исследований и посвящена исследованию сорбционных свойств нанокластерных полиоксометаллатов разной структуры на основе молибдена, а также композиций ПОМ - полимер по отношению к парам жидкостей разной полярности, определении термодинамических параметров взаимодействия компонентов, оценке устойчивости ПОМ в среде низкомолекулярных жидкостей
1. Изучена статическая равновесная сорбция паров метанола, диоксана и этилацетата полиоксометаллатами со структурой букибола (Moi32 и Mo72Fe30) и тора (Moi38) и полимерными композициями, содержащими ПОМ. Рассчитаны изменения химических потенциалов компонентов и средние энергии Гиббса взаимодействия ПОМ, полимеров, композиций ПОМ - -полимер с низкомолекулярными жидкостями, а также компонентов полимерно-солевых композиций друг с другом. Методом ИК-спектроскопии проведена оценка стабильности структуры ПОМ под действием диоксана.
2. Установлено, что наибольшую сорбционную способность все исследованные ПОМ проявляют к диоксану, наименьшую - к этилацетату. Максимальное сродство к сорбатам проявляет Moi32, минимальное - Mo72Fe30, M0138 занимает промежуточное положение.
3. Показано, что сорбционная способность ПВП и композиций на его основе значительно больше по сравнению с ПВС. Для полимеров, сорбирующих НМЖ, введении в состав пленок ПОМ, обладающих более низкими сорбционными свойствами, закономерно снижает сорбционную способность композиции.
4. Обнаружено, что для поливинилового спирта, который диоксан вообще не поглощает, введение кластеров в полимерную пленку приводит к возникновению способности сорбировать. Таким образом, наличие ПОМов дает возможность получить мембрану, включающую индифферентную полимерную матрицу с компонентами, выполняющим роль молекулярного сита.
5. ИК-спектроскопическим методом установлено сохранение структуры ПОМ в ходе процесса сорбции/десорбции диоксана, а также установлен определяющий вклад природы поверхности ПОМов во взаимодействие сорбата с ПОМ.
6. Рассчитаны энергии Гиббса и энтропии взаимодействия компонентов системы ПОМ- полимер. Для всех систем обнаружено уменьшение энергии Гиббса и возрастание энтропии при образовании полимерно-солевых систем.
