Диссертационная работа Т.А. Федущак относится к области нанохимии, находящейся на стыке различных химических дисциплин. Известно, что активность органических веществ в гетерогенных реакциях кардинально изменяется, если твердофазный реагент находится в нанодисперсном состоянии. В связи с этим представляется особенно важным и актуальным изучение физико-химических свойств нанореагентов и нанокатализаторов, а также механизмов реакций с их участием.

Автором диссертационной работы выполнен синтез фталоцианина меди (ФцCu) из дииминоизоиндолина и реагентов на основе меди в нанодисперсном состоянии. Изучены зависимости выхода ФцCu от дисперсности порошка меди и от типа нанореагента (электровзрывной или газофазный), имеющие экстремальный характер и позволяющие оптимальным образом выбрать условия синтеза. В качестве растворителей использованы бутанол, диметилформамид, п-ксилол, гексаметапол, глицерин. Автором показано, что наноигольчатые кристаллы ФцCu имеют размеры 30-400 нм, определяющиеся составом растворителя (для электровзрывных порошков меди), либо температурой (для газофазных нанопорошков); в ряде случаев необходима предварительная ультразвуковая активация образцов. На основе проведенных исследований в диссертации разработан простой метод синтеза ФцCu в мягких условиях. При комнатной температуре в ксилоле фталоцианин меди образуется за 8-12 часов с выходом 99% в присутствии электровзрывных нанореагентов.

На основе анализа спектров ЭПР, электронных спектров поглощения, ИК-спектров, а также кинетических особенностей процесса Т.А. Федущак предложен темплатный механизм фталоцианиновой макроциклизации дииминоизоиндолина, причем топохимическая стадия реакции является лимитирующей. Показано, что достаточными условиями образования чистого наноразмерного фталоцианина меди являются: присутствие кислотных центров и оксидов (Cu₂O, CuO) в нанопорошках, содержание железа не более 0,45%, наличие в электронном спектре реакционного раствора полос поглощения в видимой области. Синтезированные фталоцианины могут применяться в инжекционном слое двухслойных фотопроводников, обеспечивая высокий уровень светочувствительности (150 м²/Дж при 750 нм).

Значительная часть диссертационной работы Т.А. Федущак направлена на исследование каталитических свойств нанопорошков меди в реакциях окисления органических соединений. При изучении окисления кумола обнаружено, что медь в нанодисперсном состоянии активирует этот процесс в соответствии с иными закономерностями, чем крупнодисперсные металлы и их оксиды. Продуктами окисления кумола в присутствии электровзрывных нанопорошков меди являются гидропероксид изопропилбензола, диметилфенилкарбинол и ацетофенон. Автором впервые найдено, что барботаж воздуха через метанол, содержащий нанодисперсную медь, при комнатной температуре приводит к глубокому окислению метанола до углекислоты. В диссертации предлагается механизм конверсии метанола, включающий образование радикальных интермедиатов.

Т.А. Федущак разработала способы химического тестирования нанопорошков перед их использованием методом термопрограммированной десорбции аммиака и с помощью тест-реагентов (водных растворов аммиака, иодида калия и иода). Эти способы позволяют за короткое время получить информацию о природе активных центров на поверхности меди, что имеет большое практическое значение для оценки целесообразности применения нанопорошков в той или иной реакции.

Результаты диссертационного исследования получены с помощью современных физико-химических методов, сделанные автором выводы не вызывают сомнений.

В качестве замечания следует указать, что в автореферате не уделяется достаточно внимания процессам, протекающим на поверхности нанопорошков при их взаимодействии с тест-реагентами.

Несмотря на отмеченный недостаток, работа обладает несомненной научной новизной, практической значимостью, выполнена на высоком экспериментальном уровне. Результаты в достаточной мере отражены в публикациях, представлены в докладах на конференциях и симпозиумах. Считаю, что диссертационная работа "Физико-химические свойства нанодисперсных порошков меди и их использование в синтезе фталоцианинов и каталитическом окислении органических соединений" соответствует требованиям, предъявляемым к кандидатским диссертациям, а ее автор Т.А. Федущак заслуживает присуждения ученой степени кандидата химических наук.

Заведующий кафедрой
общей, неорганической и
аналитической химии
Алтайского государственного
технического университета,
д.х.н., профессор
А.И. Хлебников

Библ. описание: Федущак Т.А. Физико-химические свойства нанодисперсных порошков меди и их использование в синтезе фталоцианинов и каталитическом окислении органических соединений. Автореф. дисс. ... канд. хим. наук. - Томск, 2006. - 21 с.

К списку отзывов