Фотохромные свойства молибденсодержащих пористых носителей. Получение молибденсодержащих пористых стекол и перфторсульфоновых мембран

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им А. И. ГЕРЦИНА»

Факультет химии

Кафедра физической и аналитической химии

Магистерская диссертация

«ФОТОХРОМНЫЕ СВОЙСТВА МОЛИБДЕНСОДЕРЖАЩИХ ПОРИСТЫХ НОСИТЕЛЕЙ»

Студентка ІІ курса

                                                                        Научный руководитель

                                                                        д. х. н., проф.

Санкт-Петербург

2011 год

О Г Л А В Л Е Н И Е

с.

Введение……………………………………………………………..3

Глава 1.  Литературный обзор……………………………………5

1.1.  Структура и свойства пористых кремнеземных носителей……………5

1.2.  Строение и свойства перфторсульфоновых мембран………………….6

1.3.  Фотохромные системы…………………………………………………...9

1.4.  Гидроксоформы молибдена(VI) в водных растворах…………………10

Глава 2.  Объекты и методы исследования……………………13

2.1.  Использованные носители………………………………………………13

2.2.  Получение молибденсодержащих пористых стекол и перфторсульфоновых мембран…………………………………………14

2.3.  Спектроскоические исследования………………………………………15

Глава 3.  Результаты и их обсуждение…………………………..16

3.1.  Фотохромизм в пористых стеклах, модифицированных молибденом(VI)…………………………………………………………..16

3.2.  Фотохромные свойства перфторсульфоновых мембран, модифицированных молибдатом натрия……………………………….23

3.2.1. Особенности модифицирования……………………………………….24

3.2.2. Спектры поглощения модифицированных ПФС–мембран…………..25

3.2.3.  Фотохромизм……………………………………………………………28

Выводы………………………………………………………………………32

Литература…………………………………………………………………..33

В В Е Д Е Н И Е

Разновидности пористых носителей предоставляют широкие возможности для  получения и исследования веществ в низкоразмерном состоянии. В самом деле, верхний предел поперечного сечения соединений, синтезируе-мых в поровом пространстве пористых стекол (ПС) и перфторсульфоновых мембран (ПФСМ) регламентируется нанометровым размером пор; при этом в большинстве случаев речь идет о частичном, зачастую низком, заполнении порового пространства. Пористые носители могут выполнять, таким образом, функции нанореакторов, определяя размерную специфику протекающих в них химических процессов и необычные физико-химические свойства получаемых в результате веществ.

Доступность порового пространства носителей для жидкостей и газов позволяет использовать различные варианты модифицирования для получения широкого круга соединений в капсулированном наноразмерном состоянии. Так, представляется возможным распределить на внутренней поверхности силикагелей и/или пористых стекол ансамбли кластеров, а также монослои веществ, обладающие оптическими свойствами, отличающими их от массивных аналогов. Самостоятельный интерес в развитии указанного направления представляет исследование капсулирован- ных соединений переходных металлов в связи с потенциальной возможностью проявления ими размерно-зависимых фотохромных свойств.

Цель работы состояла в получении оксидных соединений молибдена(IV) в пористом стекле и перфторсульфоновой мембране, выявлении и описании концентрационных и размерных зависимостей фотохромных свойств  полученных систем.

Объектами исследования служили наноразмерные оксидные соединения молибдена(VI), капсулированные в пористом стекле и перфторсульфоновой мембране.

Научная новизна

● Рост молибден(VI)оксидных кластеров на внутренней поверхности ПС и ПФСМ сопровождается значительным длинноволновым смещением спектров переноса заряда.

● Увеличение содержания оксида молибдена(VI) в ПС определяет появление и усиление фотохромных свойств. Устойчивость восстановленных форм модификатора связана с делокализацией 4d-электронов по системе металл-металл связей и повышается с ростом размеров кластеров за счет увеличения площади сопряжения.

● Перевод ПФСМ из водородной в натриевую форму обеспечивает  доступность порового пространства для водного раствора молибдата нат- рия. Спектры переноса заряда позволяют судить о протекании полимери- зации молибдатных ионов и ее усилении при выдерживании мембраны в парах HCl. Проявления фотохромизма возрастает с увеличением содержания и степени полимеризации молибдатных ионов.

Практическая значимость результатов

Проведенные исследования имеют отношение к разработке новых оптических материалов. В работе обоснована перспектива использования молибденсодержащих пористых носителей в качестве дозиметров ультрафиолетового излучения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав (литературный обзор; объекты и методы исследования; результаты и их обсуждение), выводов, списка литературы. Работа изложена на ____ страницах машинописного текста, включает 9 рисунков и библиографию из ____ наименований.

ГЛАВА I. Литературный обзор