Доклады Российской академии наук. Химия, науки о материалах

В статье рассмотрены результаты исследования влияния состава реакционной среды (дистиллированная вода или водные растворы ацетонитрила и гипофосфита натрия) на процесс полимеризации элементного фосфора под воздействием ускоренных электронов. Проведение полимеризации в водной среде исключает прямой контакт с воздухом, что делает процесс более безопасным, а добавление в воду различных химических веществ позволяет изменять параметры процесса. Показано, что в среде водных растворов ацетонитрила и гипофосфита натрия конверсия фосфора повышается на 7%, а на начальной стадии процесса наблюдается увеличение скорости полимеризации, по сравнению с экспериментами при использовании воды в качестве реакционной среды. Состав и строение полученных в ходе электронно-лучевой полимеризации фосфорсодержащих полимеров охарактеризованы методом времяпролетной масс-спектрометрии с матрично-активированной лазерной десорбцией/ионизацией (MALDI-TOF).

Микропористые силикоалюмофосфатные молекулярные сита SAPO-5 рассматриваются как перспективные кислотные катализаторы для превращения углеводородов. Однако их эффективность ограничена диффузионными затруднениями, которые можно минимизировать уменьшением размера кристаллов и оптимизацией кислотных свойств. Методами РФлА, РФА, СЭМ, адсорбции–десорбции N₂, ТПД-NH₃ и ИК-спектроскопии исследовано влияние исходного соотношения SiO₂/Al₂O₃ в геле на структурно-кислотные характеристики SAPO-5. Установлено, что увеличение содержания кремния снижает размер кристаллов и повышает внешнюю удельную поверхность. Концентрация бренстедовских кислотных центров близка к максимуму при SiO₂/Al₂O₃ = 0.3, что указывает на ограниченное внедрение Si в каркас. В реакции гидроизомеризации н-гексадекана максимальная активность и селективность по изопарафинам достигаются на образце Pt/SAPO-5 с наименьшим размером кристаллов (200–300 нм), высокой кислотностью (концентрация бренстедовских кислотных центров составляет 137 мкмоль г^–1) и высокой степенью кристалличности (не менее 90%). Полученные данные подтверждают возможность управления структурой и кислотными свойствами материала за счет регулирования состава исходного геля.

Настоящая публикация представляет собой мини-обзор, посвященный жидкокристаллическим полимерам, и включает наши новые экспериментальные данные о холестерических жидкокристаллических композитах. Жидкокристаллические полимеры с мезогенными группами в основных цепях на основе ароматических полиэфиров используют как суперпрочные термостойкие конструкционные материалы в автомобильной, авиационной индустрии и космической технике. Жидкокристаллические полимеры с мезогенными группами в боковых ответвлениях используют в качестве функциональных материалов в оптике и микроэлектронике для записи и отображения информации, а также получения селективных и отражательных оптических фильтров. В обзоре представлены новые данные (за последние ~5 лет) о холестерических жидкокристаллических композитах, содержащих дисперсии капель смеси холестериков в полимерных матрицах поливинилового спирта и полиуретана. Показана возможность управления оптическими свойствами и цветом исследованных пленок жидкокристаллических композитов при действии ультрафиолетового облучения и механической деформации. Представлены модельные схемы, демонстрирующие изменение спектральной области цветовых изображений, а также возможности записи скрытой (латентной) информации с последующим проявлением (верификацией) за счет механической деформации пленок жидкокристаллических композитов. Эти пленки могут быть использованы при создании защиты от подделок и фальсификации этикеток и упаковок фармацевтической и алкогольной продукции, а также защиты ценных бумаг и документов.

Криохимические подходы использованы для получения наночастиц магнитных оксидов железа различного состава и морфологии. Криохимическое соосаждение солей железа(II) и (III) раствором аммиака в интервале температур от –30 до –50°С приводит к формированию однодоменных суперпарамагнитных наночастиц маггемита со средним размером 6 ± 2 нм, что ниже среднего размера частиц (20 ± 2 нм), получаемых методом классического соосаждения. Однако криохимическое соосаждение приводит к образованию примеси гётита. Однодоменные суперпарамагнитные наночастицы магнетита со средним диаметром 10 ± 2 нм без примеси гётита могут быть получены криохимическим осаждением сульфата железа(II) аммиаком на воздухе. Термическое разложение криомодифицированных солей железа позволяет получить наночастицы маггемита размером 40–300 нм в случае ацетилацетоната железа(III) и формиата железа(III), а также микронные частицы маггемита и гётита сложной формы в случае аммоний цитрата железа(III) и глюконата железа(II).