Перетворення комплексних сполук Re(ІІІ) на металеві наночастинки у водному і спиртових середовищах
На основі спектроскопічних досліджень встановлено стан і будову комплексних сполук Re(III) у водному та солянокислому середовищах, етиловому спирті та етиленгліколі при температурах 20—150 °С. Розроблено та охарактеризовано методи синтезу металевих наночастинок ренію шляхом відновлювальної деструкці...
Saved in:
| Published in: | Украинский химический журнал |
|---|---|
| Date: | 2013 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
2013
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/188076 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Перетворення комплексних сполук Re(ІІІ) на металеві наночастинки у водному і спиртових середовищах / М.І. Буряк, О.Г. Янко, С.В. Волков // Украинский химический журнал. — 2013. — Т. 79, № 12. — С. 79-81. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859795480059314176 |
|---|---|
| author | Буряк, М.І. Янко, О.Г. Волков, С.В. |
| author_facet | Буряк, М.І. Янко, О.Г. Волков, С.В. |
| citation_txt | Перетворення комплексних сполук Re(ІІІ) на металеві наночастинки у водному і спиртових середовищах / М.І. Буряк, О.Г. Янко, С.В. Волков // Украинский химический журнал. — 2013. — Т. 79, № 12. — С. 79-81. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Украинский химический журнал |
| description | На основі спектроскопічних досліджень встановлено стан і будову комплексних сполук Re(III) у водному та солянокислому середовищах, етиловому спирті та етиленгліколі при температурах 20—150 °С. Розроблено та охарактеризовано методи синтезу металевих наночастинок ренію шляхом відновлювальної деструкції комплексних сполук Re(III) у рідких середовищах.
На основе спектроскопических исследований установлено состояние и строение комплексных соединений Re(III) в водной и солянокислой среде, этиловом спирте и этиленгликоле при температурах 20–150 °С. Разработаны и охарактеризованы методы синтеза металлических наночастиц рения путем восстановительной деструкции комплексных соединений Re(III) в жидких средах.
The state and structure of Re(ІІІ) complex compounds in an aqueous and a hydrochloric acid medium, ethyl alcohol and ethylene glycol at 20–150 °С have been determined on the basis of spectroscopic studies. Methods for synthesis of rhenium nanoparticles by the reductive destruction of Re(ІІІ) complex compounds in liquid media have been developed and characterized.
|
| first_indexed | 2025-12-02T13:02:51Z |
| format | Article |
| fulltext |
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ И ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
УДК 546.719(–022.532):543.42
М.І.Буряк, О.Г.Янко, С.В.Волков
ПЕРЕТВОРЕННЯ КОМПЛЕКСНИХ СПОЛУК Re(ІІІ)
НА МЕТАЛЕВІ НАНОЧАСТИНКИ У ВОДНОМУ І СПИРТОВИХ СЕРЕДОВИЩАХ
На основі спектроскопічних досліджень встановлено стан і будову комплексних сполук Re(III) у
водному та солянокислому середовищах, етиловому спирті та етиленгліколі при температурах 20—
150 оС. Розроблено та охарактеризовано методи синтезу металевих наночастинок ренію шляхом
відновлювальної деструкції комплексних сполук Re(III) у рідких середовищах.
ВСТУП. Одержання наночастинок металів
[1–4], головним чином золота, срібла та інших
благородних металів, є актуальною проблемою.
Особливе значення у її вирішенні відіграють
методи синтезу та стабілізації наночастинок ме-
талів у рідких середовищах при хімічному від-
новленні їх комплексних сполук. Методи синте-
зу наночастинок із різних комплексних сполук
металів дозволяють контролювати процеси і за-
вдяки цьому можуть забезпечувати високопро-
дуктивні технології створення нових наномате-
ріалів [1, 3]. У зв’язку з цим отримання наночас-
тинок ренію в різних середовищах при низько-
температурній деструкції утворених комплексів
ренію є технологічно важливим.
Мета даної роботи — розробка методів
низькотемпературних перетворень комплекс-
них сполук ренію на металеві наночастинки. У
дослідженнях застосовували електронну спект-
роскопію поглинання (ЕСП) (Specord UV-Vis),
ІЧ-спектроскопію (Specord М-80), рентгенофа-
зовий аналіз (ДРОН-3М), просвічуючу елект-
ронну мікроскопію (JEOL-100).
Для визначення стану, будови та перетворен-
ня комплексних сполук ренію на металеві нано-
частинки в рідкому середовищі як розчинники
використовували воду, етанол, етиленгліколь.
ЕКСПЕРИМЕНТ І ОБГОВОРЕННЯ РЕЗУЛЬ-
ТАТІВ. Реній має електронну будову [Xe]5d56s2,
тому для нього відомий широкий спектр комп-
лексів починаючи з Re(І) і закінчуючи Re(VІІ)
[5]. Нами проведено пошук сполук ренію, які бу-
ли б розчинними у різних середовищах, в тому
числі і в спиртах — етанолі та етиленгліколі. Та-
кою сполукою виявився кластерний темно-чер-
воний трихлорид ренію — Re3Cl9, що і викорис-
товувався в якості вихідного реагенту. Re3Cl9 —
типовий кластер [6], в якому три атоми Re ма-
ють електронну будову [Xe]5d4 і утворюють рів-
носторонній трикутник з довжиною подвійно-
го зв’язку Re–Re ~2.48 Ao (рис. 1). Це угрупуван-
ня, як відомо, дуже стійке і входить до складу
багатьох комплексів [6]. До нього можуть при-
єднуватися максимум три іони чи молекули у
положеннях Х, зазначених на рис. 1. Формула
таких комплексів Re3Cl9Х3. В основному перева-
жають низькоспінові комплекси Re(ІІІ). Приєд-
нання до Re3Cl9 додаткових лігандів приво-
дить до ослаблення зв’язку Re–Cl [6, 7]. Це і було
використано нами при одержанні наночасти-
нок Re в спиртах і водних розчинах.
В ЕСП при розчиненні Re3Cl9 фіксуються
смуги поглинання з інтенсивностями відповідно:
у воді — 24600 см–1, ε =104 л/(моль⋅см); в етанолі
— 25000 см–1, ε =9⋅103 л/(моль⋅см); в етиленглі-
колі — 25200 см–1, ε =7.5⋅103 л/(моль⋅см); у соля-
© М .І.Буряк, О.Г.Янко, С.В.Волков , 2013
Рис. 1. Схема будови ізольованого елемента Re3Cl9
симетрії D3h. Додаткові ліганди приєднуються в поло-
ження, позначені символом Х.
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2013. Т. 79, № 12 79
нокислому розчині — 25400 см–1, ε =6⋅103 л/(моль⋅
см) (рис. 2). Смуги мають гаусівську форму і від-
носяться до переходу з переносом заряду від іо-
нa хлору до ренію (π(Cl) → δ*(Re)) [6–8].
Зміщення смуги поглинання у залежності
від середовища говорить про те, що розчинник
координується до атомів ренію у положеннях
Х (рис. 1) і таким чином приймає участь в утво-
ренні змішаних комплексів. Комплекси ма-
ють склад [R e3Cl9Х3], де Х — Н2О, С2Н6О,
С2Н6О2, Cl, і симетрію D3h. Високі коефіцієнти
екстинкції для переходу π(Cl) → δ*(Re), особ-
ливо у комплексах з водою та етанолом (104 та
9⋅103 л/(моль⋅см) відповідно), свідчать про роз-
пушення зв’язку Re–Cl і тим самим його по-
слаблення, що необхідно при синтезі наночас-
тинок металу.
Крім того, з підвищенням температури в
ЕСП комплексів [Re3Cl9(Н2О)3], [Re3Cl9(С2Н6-
О)3], [Re3Cl9(С2Н6О2)3], [Re3Cl12]
3- смуги погли-
нання переносу заряду π(Cl) → δ*(Re) не зміню-
ють свого положення, але збільшується їх інтен-
сивність, що також є свідченням розпушення
зв’язку Re–Cl [8]. Однак термічного руйнування
утворених комплексів та відновлення Re(ІІІ) до
Re(0) не відбувається.
Внесення відновників (NaH2PO2 або K2S-
O3) у досліджувані системи при кімнатній тем-
пературі (20 оС) не вплинуло на положення смуг
переносу заряду π(Cl) → δ*(Re) в ЕСП . Зміни у
спектрах спостерігаються при температурі ви-
ще 60 оС у воді та етанолі і при 150 оС в етилен-
гліколі: зникає характерна смуга поглинання
для комплексів Re(ІІІ) (рис. 3, крива 1) та фік-
сується цілковите поглинання (рис. 3, крива 2).
Це відбувається через руйнування утворених
комплексів [Re3Cl9(Н2О)3], [Re3Cl9(С2Н6О)3],
[Re3Cl9(С2Н 6О2)3] та відновлення Re(ІІІ) до
Re(0). У солянокислому середовищі комплекс
[Re3Cl12]
3– не відновлюється.
Запропоновано схеми відновлення комп-
лексів Re(ІІІ) до Re(0). Процеси, що відбувають-
ся, мають вигляд:
4[Re3Cl9(Н2О)3] +9NaH 2PO2 +6H 2O
60 oC
12Re0 +9H3PO4 +9NaCl +27HCl ;
4[Re3Cl9(С2Н6О)3] +9NaH2PO2
60 oC
12Re0 +9POCl3 +9NaCl +9H2O +12C2H6O
12Re0 +3H3PO4 +9HCl +6POCl3 +
+12C2H 6O +9NaCl ;
2[Re3Cl9(С2Н6О2)3] +9K 2SO3 +9H 2O
150 oC
6Re0 +9K2SO4 +18HCl +6C2H6O2 .
Продукти реакцій — Н3PO4, HCl, K 2SO4
ідентифіковано наявністю характерних для них
смуг поглинання в ІЧ-спектрах розчинів після
відновлення комплексів: 1065 см–1 ν3(νd(P–O)) та
567 см–1 ν4(δd(O–P–O)) для Н3PO4; 2990 см–1 ωe
для HCl; 1100 см–1 ν3(νd(S–O)) та 610 см–1 ν4(δd
(O–S–O)) для K2SO4, які співпадають з літера-
турними даними [9].
Рентгенофазовий аналіз осадів, виділених та
відмитих після відновлення комплексів, засвід-
чив утворення металічного ренію у вигляді ульт-
Неорганическая и физическая химия
Рис. 2. ЕСП комплексів Re(III) у розчинниках при
20 oС: 1 – Н2О; 2 – С2H5OH; 3 – C2H6O2; 4 – 12NHCl.
Рис. 3. ЕСП комплексів Re(III) в етанолі з віднов-
ником N aH 2PO2 при температурі: 1 – 20; 2 – 60 оС;
3 – після витримки 60 хв.
80 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2013. Т. 79, № 12
радисперсних частинок. Величина кристалітів
ренію, оцінених по фізичному уширенню піків на
рентгенограмах [10], становить ~5 нм. За даними
просвічуючої електронної мікроскопії (рис. 4)
розмір отриманих частинок ренію складає: у
Н2О — 15–20 (а), в етанолі — 15–25 (б), в етилен-
гліколі — 17–30 нм (в).
Таким чином, шляхом відновлювальної тер-
модеструкції комплексів Re(ІІІ) у водному та
спиртових середовищах можливе отримання на-
ночастинок металевого ренію різного розміру,
що може стати у пригоді при створенні нових
ренійвмісних наноматеріалів.
РЕЗЮМЕ. На основе спектроскопических иссле-
дований установлено состояние и строение комплек-
сных соединений Re(III) в водной и солянокислой
среде, этиловом спирте и этиленгликоле при темпе-
ратурах 20–150 оС. Разработаны и охарактеризова-
ны методы синтеза металлических наночастиц рения
путем восстановительной деструкции комплексных
соединений Re(III) в жидких средах.
SUMMARY. The state and structure of Re(ІІІ)
complex compounds in an aqueous and a hydrochloric
acid medium, ethyl alcohol and ethylene glycol at 20–
150 оС have been determined on the basis of spectro-
scopic studies. Methods for synthesis of rhenium nano-
particles by the reductive destruction of Re(ІІІ) comp-
lex compounds in liquid media have been developed and
characterized.
ЛІТЕРАТУРА
1. Сергеев Г.Б. Нанохимия. -М .: МГУ, 2003.
2. Kakiuchi N., M oedo Y ., Nishimura T ., Uemura S. //
J. Org. Chem. -2001. -66, № 20. -P. 6620—6625.
3. Губин С.П ., Юрков Г.Ю., Катаева Н .А . Наночас-
тицы благородных металлов и материалы на их
основе. -М .: ООО “Азбука-2000”, 2006.
4. Крутяков Ю.А ., Кудринский А .А ., Оленин А .Ю .,
Лиcичкин Г.В. // Успехи химии. -2008. -77, № 3.
-С. 242—269.
5. Бальхаузен К. Введение в теорию поля лигандов.
-М .: Мир, 1964.
6. Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорга-
ническая химия. -М .: Мир, 1969. -Ч . 3.
7. Волков С.В., Яцимирский К.Б. Спектроскопия рас-
плавленных солей. -Киев: Наук. думка, 1977.
8. Ливер Э. Электронная спектроскопия неорганиче-
ских соединений. -М .: Мир, 1987. -Ч . 1–2.
9. Накамото К. ИК-спектры и спектры КР неорга-
нических и координационных соединений. -М .:
Мир, 1991.
10. Оранская Е.И ., Горников Ю.И ., Фесенко Т .В. //
Завод. лаборатория. -1994. -12, № 1. -С. 76—79.
Інститут загальної та неорганічної хімії Надійшла 05.07.2013
ім. В.І. Вернадського НАН України, Київ
Рис. 4. Мікрофотографії просвічуючої електронної
спектроскопії металевих наночастинок ренію 15–
30 нм, отриманих відновленням комплексів Re(III).
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2013. Т. 79, № 12 81
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-188076 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0041–6045 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-02T13:02:51Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Буряк, М.І. Янко, О.Г. Волков, С.В. 2023-02-11T17:05:16Z 2023-02-11T17:05:16Z 2013 Перетворення комплексних сполук Re(ІІІ) на металеві наночастинки у водному і спиртових середовищах / М.І. Буряк, О.Г. Янко, С.В. Волков // Украинский химический журнал. — 2013. — Т. 79, № 12. — С. 79-81. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. 0041–6045 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/188076 546.719(–022.532):543.42 На основі спектроскопічних досліджень встановлено стан і будову комплексних сполук Re(III) у водному та солянокислому середовищах, етиловому спирті та етиленгліколі при температурах 20—150 °С. Розроблено та охарактеризовано методи синтезу металевих наночастинок ренію шляхом відновлювальної деструкції комплексних сполук Re(III) у рідких середовищах. На основе спектроскопических исследований установлено состояние и строение комплексных соединений Re(III) в водной и солянокислой среде, этиловом спирте и этиленгликоле при температурах 20–150 °С. Разработаны и охарактеризованы методы синтеза металлических наночастиц рения путем восстановительной деструкции комплексных соединений Re(III) в жидких средах. The state and structure of Re(ІІІ) complex compounds in an aqueous and a hydrochloric acid medium, ethyl alcohol and ethylene glycol at 20–150 °С have been determined on the basis of spectroscopic studies. Methods for synthesis of rhenium nanoparticles by the reductive destruction of Re(ІІІ) complex compounds in liquid media have been developed and characterized. uk Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України Украинский химический журнал Неорганическая и физическая химия Перетворення комплексних сполук Re(ІІІ) на металеві наночастинки у водному і спиртових середовищах Превращение комплексных соединений Re(ІІІ) в металлические наночастицы в водной и спиртовых средах Transformation of Re(ІІІ) complex compounds into metal nanoparticles in aqueous and alcoholic media Article published earlier |
| spellingShingle | Перетворення комплексних сполук Re(ІІІ) на металеві наночастинки у водному і спиртових середовищах Буряк, М.І. Янко, О.Г. Волков, С.В. Неорганическая и физическая химия |
| title | Перетворення комплексних сполук Re(ІІІ) на металеві наночастинки у водному і спиртових середовищах |
| title_alt | Превращение комплексных соединений Re(ІІІ) в металлические наночастицы в водной и спиртовых средах Transformation of Re(ІІІ) complex compounds into metal nanoparticles in aqueous and alcoholic media |
| title_full | Перетворення комплексних сполук Re(ІІІ) на металеві наночастинки у водному і спиртових середовищах |
| title_fullStr | Перетворення комплексних сполук Re(ІІІ) на металеві наночастинки у водному і спиртових середовищах |
| title_full_unstemmed | Перетворення комплексних сполук Re(ІІІ) на металеві наночастинки у водному і спиртових середовищах |
| title_short | Перетворення комплексних сполук Re(ІІІ) на металеві наночастинки у водному і спиртових середовищах |
| title_sort | перетворення комплексних сполук re(ііі) на металеві наночастинки у водному і спиртових середовищах |
| topic | Неорганическая и физическая химия |
| topic_facet | Неорганическая и физическая химия |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/188076 |
| work_keys_str_mv | AT burâkmí peretvorennâkompleksnihspolukreííínametalevínanočastinkiuvodnomuíspirtovihseredoviŝah AT ânkoog peretvorennâkompleksnihspolukreííínametalevínanočastinkiuvodnomuíspirtovihseredoviŝah AT volkovsv peretvorennâkompleksnihspolukreííínametalevínanočastinkiuvodnomuíspirtovihseredoviŝah AT burâkmí prevraŝeniekompleksnyhsoedineniireííívmetalličeskienanočasticyvvodnoiispirtovyhsredah AT ânkoog prevraŝeniekompleksnyhsoedineniireííívmetalličeskienanočasticyvvodnoiispirtovyhsredah AT volkovsv prevraŝeniekompleksnyhsoedineniireííívmetalličeskienanočasticyvvodnoiispirtovyhsredah AT burâkmí transformationofreííícomplexcompoundsintometalnanoparticlesinaqueousandalcoholicmedia AT ânkoog transformationofreííícomplexcompoundsintometalnanoparticlesinaqueousandalcoholicmedia AT volkovsv transformationofreííícomplexcompoundsintometalnanoparticlesinaqueousandalcoholicmedia |