ИСТИНА

Проект посвящен синтезу новых композитных материалов с неорганическим компонентом, диспергированным внутри матрицы сопряженного полимера, а также их применениям. Новые стратегии синтеза материалов, предложенные нами в последние годы, получат дальнейшее развитие в рамках проекта. Они основываются на электрохимических или окислительно-восстановительных процедурах, целью которых является обеспечить высокую плотность диспергированных наночастиц однородного размера внутри микро/нанопор полимерной фазы. Другим существенным свойством этих систем является стабилизация частиц только полимерной матрицей, без какого-либо дополнительного защитного слоя вокруг них. Наночастицы должны быть распределены внутри объема полимерной фазы, без их концентрирования вблизи ее внешней поверхности. Все эти характеристики важны для последующих применений этих систем. Указанные синтетические методы будут использованы для создания разнообразных материалов данного типа, в виде порошка, или слоя на инертном дисперсном носителе (например, углеродных наночастицах/трубках), или слоя на макроскопической твердой поверхности, включая углеродные ткани и электроды, покрытые пленкой. В качестве диспергированного неорганического компонента будет служить либо переходный металл (Pd, Pt) или соль (берлинская лазурь (РВ) или CuI), в зависимости от дальнейшего применения данного материала. Как кинетика процесса синтеза, так и параметры всех этих материалов будут исследованы с помощью многочисленных электрохимических, физических и физико-химических методов. Будет также изучено изменение этих свойств в зависимости от условий синтеза. Нанокомпозиты на основе Pd, Cu и Pt будут протестированы в качестве катализаторов. В частности, проект предлагает развить очень перспективные результаты, обнаруженные для материала полипиррол/палладий (PPy/Pd) в реакциях образования С-С связи между (гетеро)ароматическими реагентами, включая как элементоорганические прекурсоры, так и прямую активацию С-Н связи, имея целью добиться рециклирования катализатора. Способность композитов, содержащих РВ, к электрокаталитическому восстановлению Н2О2 будет использована для создания нового поколения сенсоров на этот важный химический и биологический агент, которые будут иметь очень стабильный и высокочувствительный отклик даже в его относительно концентрированных растворах.

Исследование каталитической активности нанокомпозитов в реакции цианирования с помощью K4Fe(CN)6 проводили в несколько этапов. Сначала было исследование влияния параметров нанокомпозитов (диаметр полипиррольной сферы, количество палладия в глобуле и др.) на эффективность катализатора. Оптимальными параметрами оказались: диаметр полипиррольной глобулы 28 нм и содержание Pd 35 масс. %) Затем было изучена возможность проведения каталитического цианирования в воде. Нанесенные на углеродный носитель нанокомпозиты PPy/Pd показали высокую активность в данных условиях. Кроме того, в данном случае возможно повторное использование катализатора с небольшой потерей активности. На следующем этапе было изучено поведение нанокомпозитов нанесенных на поверхность нанотрубок (CNt@PPy/Pd). Оказалось, что нанокомпозиты CNt@PPy/Pd проявляют умеренную активность в реакциях кросс-сочетания (реакции Сузуки и каталитического цианирования). Для увеличения активности нанесенных на нанотрубки композитов было применено микроволновое (MW) облучение. При проведении реакций параллельно изучалась морфология нанокомпозита.