Результаты 2020 года
Фотоактивация нитратокомплексов платины для приготовления высокоэффективных катализаторов разложения воды с образованием водорода
![](/images/0lga_uchenii_secretar/nauka/vazhn_rezults/2020/01.png)
Методом фотоиндуцированной хемосорбции из растворов соли (Bu4N)[Pt(NO3)6] приготовлена серия катализаторов Pt/TiO2 для процесса генерации водорода из водно-этанольных смесей под действием света. Сформированный таким образом материал с содержанием платины 0.1% продемонстрировал рекордную удельную активность в процессе фотогенерации водорода в сочетании со стабильностью. Данный подход может быть в дальнейшем использован для создания гетерогенных каталитических систем полного фоторазложения воды на водород и кислород.
Кластерные комплексы рения как перспективные электронные резервуары
![](/images/0lga_uchenii_secretar/nauka/vazhn_rezults/2020/02.png)
Кластерные комплексы переходных металлов уже много лет рассматриваются как перспективные электронные резервуары в задачах, связанных с электрохимическими процессами и их приложениями. При этом, как правило, в качестве электрохимически активного фрагмента исследуется ядро кластера. В работе получена и детально исследована серия из четырех новых соединений с общей приведенной на слайде формулой. Обнаружено, что в данных соединениях кластерное ядро не обладает электрохимической активностью, в то время как терминальные лиганды – молекулы 4,4'-бипиридина – способны обратимо принимать до 8 электронов. По данным квантово-химических расчетов, координация молекул бипиридина к кластерному ядру привела к возникновению лиганд-центрированных молекулярных орбиталей. Небольшое значение энергетической щели между граничным орбиталями приводит к доступности этих орбиталей для заполнения электронами, что позволяет рассматривать подобные соединения как перспективные электронные резервуары.
Мезопористые металл-органические каркасы – рекордные значения селективности разделения этана и этилена
![](/images/0lga_uchenii_secretar/nauka/vazhn_rezults/2020/03.png)
Синтезировано семейство новых мезопористых металл-органических координационных полимеров на основе двенадцатиядерных карбоксилатных кольцеобразных строительных блоков {Zn12} с участием гликолят-анионов многоатомных спиртов. Серия из пяти изоструктурных соединений получила название NIIC-20 (Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry). Соединения демонстрируют рекордные значения избирательной сорбции этана по сравнению с этиленом и могут найти применение в крупнотоннажной химической промышленности как сорбенты для разделения этан-этиленовых смесей.
Анализ тринитротолуола с использованием ATBDI масс-спектрометрии
![](/images/0lga_uchenii_secretar/nauka/vazhn_rezults/2020/04.png)
Понимание физических принципов образования ионов в нагретом капилляре помогает повысить эффективность ионизации целевого соединения. Показано, что метод ATBDI эффективен для масс-спектрометрического анализа растворов тринитротолуола, а также ряда наркотических соединений в воде, этаноле и ацетонитриле. Предложен механизм распада и ионизации капель под действием тепла. Проведен масс-спектрометрический анализ растворов тринитротолуола в воде, этаноле и ацетонитриле. Сопоставлены физические свойства растворителей с эффективностью ионизации в нагреваемом капилляре, как по общему току, так и по пикам целевого соединения.
In situ рентгеновское фотоэлектронное исследование двойного электрического слоя на границе графен/фосфорная кислота
![](/images/0lga_uchenii_secretar/nauka/vazhn_rezults/2020/05.png)
Проведено in situ рентгеновское фотоэлектронное исследование электрохимических процессов, протекающих на поверхности графенового электрода. Для этих целей разработана специальная плоская электрохимическая ячейка. Приложение потенциала к ячейке приводит к изменению концентрации элементов в околоэлектродном пространстве по сравнению с незаряженным состоянием, что было связано с миграцией ионов и формированием двойного электрического слоя на границе графен/фторид графена. Наблюдаемые изменения в энергии связи в РФЭС спектрах отнесены к сдвигу уровня Ферми вследствие переноса заряда между графеновым электродом и адсорбированными ионами. Понимание процессов, протекающих при образовании двойного электрического слоя, позволит создавать более эффективные устройства хранения энергии.
Первый пример замещённого гетерополивольфрамата типа Андерсона-Эванса
![](/images/0lga_uchenii_secretar/nauka/vazhn_rezults/2020/06.png)
Впервые продемонстрировано существование триметаллических анионов типа Андерсона-Эванса. Показана активность полученного комплекса W/Pt/Sb в процессе электрокаталитической генерации водорода из воды. Такой комплекс является предшественником новых каталитически активных платинасодержащих полиоксоанионов.
Трансформация сетки водородных связей при плавлении гидрата CO2
![](/images/0lga_uchenii_secretar/nauka/vazhn_rezults/2020/07.png)
Целью исследования являлось изучение эволюции структурных и энергетических свойств гидратов CO2 и льда в процессе плавления при нагревании. Анализ структуры и энергии взаимодействия между соседними молекулами воды показал, что включение молекул СО2 в полости гидрата приводит к ослаблению водородных связей в твёрдом состоянии и уменьшению их числа при плавлении за счёт образования границы раздела H2O-CO2, при этом все молекулы объединены сеткой водородных связей.
Окисление декстрана пероксидом водорода как экологичный путь к получению мультифункциональных полимеров
![](/images/0lga_uchenii_secretar/nauka/vazhn_rezults/2020/08.png)
При «зеленом» окислении полимера декстрана водным раствором H2O2 без добавления катализатора получен мультифункциональный полимер, являющийся универсальной стабилизирующей матрицей для применения в биомедицине. Кроме карбонильных и карбоксильных групп в декстране образуются пероксо-группы. Наличие в полимере пероксо-групп увеличивает его цитотоксичность, что было продемонстрировано на клетках рака гортани человека. Пероксо-группы могут быть легко удалены в щелочной среде, что приводит к образованию нетоксичного окисленного декстрана.
Халькогеновые связи N···Te стабилизируют пару неустойчивых анион-радикалов
![](/images/0lga_uchenii_secretar/nauka/vazhn_rezults/2020/09.png)
Первый представитель неустойчивого бензотеллурадиазолильного анион-радикала, обнаруженного ранее спектральными методами, выделен в кристаллическом состоянии. В отличие от мономерных S- и Se-содержащих аналогов, в данном случае образуется тримерный дианион с частичным бирадикальным характером, стабилизированный халькогеновыми связями N···Te. Результаты исследований синтезированного соединения, полученные при помощи магнетометрии и квантово-химических расчётов, позволяют лучше понять процессы восстановительной деградации высокоакцепторных теллурадиазолов, связанные с их ассоциацией за счёт халькогеновых связей.
Получены высокоточные данные о низкотемпературной теплоемкости кристалла Na2Mo2O7
![](/images/0lga_uchenii_secretar/nauka/vazhn_rezults/2020/10.png)
Получение высокоточных данных о низкотемпературной теплоемкости кристалла Na2Mo2O7 позволило определить его основные характеристики – плотность фононных состояний, изобарные и изохорные термодинамические функции, энергию нулевых колебаний и др., а также оценить эффективность использования кристалла в качестве криогенного сцинтилляционного болометра для регистрации редких событий. Подход, используемый в данной работе для получения характеристик Na2Mo2O7, является общим и может использоваться для изучения широкого круга объектов. Полученные данные о низкотемпературных термодинамических свойствах изученного функционального материала могут быть использованы при разработке криогенных сцинтилляторов.
Вертикально ориентированные нанослои нитрида бора, легированные углеродом, для фотоэлектрохимического окисления воды
![](/images/0lga_uchenii_secretar/nauka/vazhn_rezults/2020/11.png)
Разработан способ управления электронными свойствами вертикально ориентированных нанослоев нитрида бора с помощью допирования атомами углерода. На их основе получен электрод для электрокаталитического окисления воды под воздействием солнечного света. Контроль концентрации углерода позволяет управлять структурой и оптоэлектронными свойствами нанослоев. Полученные структуры демонстрируют высокую плотность фототока, что делает их перспективными катализаторами для фотоэлектрохимического окисления.
Цвиттер-ионные ярко-люминесцирующие гибридные полимеры на основе иодида меди(I)
![](/images/0lga_uchenii_secretar/nauka/vazhn_rezults/2020/12.png)
На основе иодида Cu(I) и иодидов N-алкилуротропина синтезировано семейство уникальных одно- и двумерных гибридных материалов, имеющих цвиттер-ионную структуру. Полученные соединения при комнатной температуре проявляют эффективную фосфоресценцию, цвет которой можно «настраивать» в широком диапазоне (от тёмно-синего до красного) за счет варьирования природы алкильного заместителя R. Кроме того, люминесценция данных полимеров сильно зависит также от температуры и длины волны возбуждающего света. Благодаря данным характеристикам, а также хорошей термо- и фотостабильности, представленные гибридные материалы могут рассматриваться в качестве перспективных люминофоров для дизайна энергоэффективных осветительных устройств.
Результаты ИНХ СО РАН – на обложках 4 журналов!
![](/images/0lga_uchenii_secretar/nauka/vazhn_rezults/2020/13.png)