ИСТИНА

В работе предложен подход к созданию супергибридных материалов на основе гидроксохлоридов редкоземельных элементов и металлоорганических каркасов порфиринатов цинка и продемонстрирована каталитическая активность таких материалов в реакции разложения бис-нитрофенилфосфата. Металлорганические каркасы (МОК) на основе производных порфиринов образуют новый класс перспективных пористых материалов, потенциальных селективных катализаторов для различных реакций благодаря широкой вариативности свойств порфириновых линкеров за счет изменения их функциональных заместителей и центрального катиона металла. Для интеграции таких МОК на твердой поверхности могут использоваться частицы-темплаты, инициирующие рост металлорганического каркаса. Темплат с сформировавшимся на его поверхности МОК образует гибридный материал, в котором возможно проявление синергетического эффекта за счет комбинации свойств компонентов различной природы. В данной работе эта идея была реализована за счет использования гидроксосоединений редкоземельных элементов в качестве таких темплатов. Эти соединения образуют положительно заряженные слои гидроксидов редкоземельных элементов, связанные между собой отрицательно заряженными ионами в межслоевом пространстве. Благодаря своему строению гидроксогалогениды иттрия, европия и других элементов имеют планарную геометрию слоев и обладают анионообменными свойствами. В гибридном материале на основе такого темплата его анионобменные, электрохимические и оптические свойства могут сочетаться с каталитическими и сорбционными свойствами МОК, что открывает перспективы для его применения в качестве полифункционального сорбента. Цель данной работы состояла в создании нового супергибридного материала, в котором слоистый гидроксохлорид европия (EuСГХ) выступает в качестве темплата для роста МОК на основе тетра-карбоксифенил-порфирината цинка и ацетата цинка, и изучении его каталитической активности. Для получения гибридного материала был разработан подход, основанный на самопроизвольной сборке металлорганического каркаса в межслоевом пространстве темплата в результате соосаждения компонентов каркаса в водно-метанольном коллоидном растворе неорганических частиц. С помощью методов рентгеновской дифракции, спектроскопии комбинационного рассеяния и сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) была изучена структура и морфология полученного гибридного материала. По данным рентгеновской дифракции, в структуре гибрида одновременно присутствуют как кристаллическая фаза МОК, так и фаза EuСГХ, что подтверждает образование МОК на внутренней поверхности темплата. Данные спектроскопии комбинационного рассеяния указывают на изменение в электронной оболочке атомов европия, что также свидетельствует о связывании металлорганического каркаса с темплатом. При этом на микроснимках, полученных с помощью СЭМ, наблюдаются характерные для EuСГХ планарные гексагональные кристаллы, но отсутствуют квадратные и кубические кристаллические формы, характерные для МОК, что в сочетании со спектральными данными свидетельствует об образовании МОК в межслоевом пространстве темплата. Каталитическая активность гибридного материала была изучена на примере модельной реакции разложения бис-нитрофенилфосфата (БНФФ). За протеканием реакции следили с помощью электронной спектроскопии поглощения, наблюдая за появлением в спектре анализируемого раствора полос поглощения продуктов реакции: монофенилфосфата и нитрофенола, поглощающих в области 310 и 405 нм соответственно. Было установлено, что, разложение БНФФ происходит как в системе, содержащей гибридный материал, так и в контрольной системе на основе чистого EuСГХ, однако, в присутствии гибридного катализатора процесс протекает более эффективно. Полученные данные открывают перспективу для использования изученного гибридного материала в качестве эффективного катализатора и элемента химических сенсоров для ряда задач, связанных с определением и конверсией органических соединений фосфора.