Комплексоутворення між двошаровими карбоновими нанотрубкамита металоценами за типом «гість-хазяїн»
Complex compounds of various types and nature have been widely applied in many fields of science and technology. Complex aggregates based on nanostructures such as nanotubes and other coordination compounds, for example, metallocenes, have unique properties, since a combination of their individual c...
Збережено в:
| Дата: | 2016 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2016
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/396 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Репозитарії
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543882248978432 |
|---|---|
| author | Mykhailenko, O. V. |
| author_facet | Mykhailenko, O. V. |
| author_sort | Mykhailenko, O. V. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T10:15:22Z |
| description | Complex compounds of various types and nature have been widely applied in many fields of science and technology. Complex aggregates based on nanostructures such as nanotubes and other coordination compounds, for example, metallocenes, have unique properties, since a combination of their individual characteristics provides for further growing interest to the research in chemistry, physics, electronics, medicine, etc. The initial structure was a (5.5)@(10.10) nanotube (CNT) having 270 carbon atoms. Intercalation of this double-walled carbon nanotubes (DWCNT) assumes placing the intercalate inside the (5.5) CNT, into intertubular space, and its differently oriented sorption on the outer surface of the (10.10) CNT. By employing the methods of MM+, РМ3 and Monte-Carlo, the positioning has been studied of molecules of tricarbonyl(cyclopentadienyl)manganese, monocyclopentadienylferrum(ІІ), bis(cyclopentadienyl)nickel and bis(?5-cyclopentadienyl)cobalt in a double-walled (5,5)@(10,10) carbon nanotube depending on intercalate concentration and intercalation temperature. The temperature increase (over ~455–460 K) causes gradual bond ruining followed by extrusion of interwall intercalate. Further temperature increase up to 620–650 K is characterised with intercalate external surface desorption, stabilising the whole systems and keeping the interwall intercalate only. It is necessary to note that the suggested model variant allows to demonstrate the thermodynamic selectivity of physical and chemical sorption-desorption. At lower temperatures there appears physical sorption, its natural feature is most likely to overlap the non-hybridized orbital 3dxy of the metal ions with the ?-system of the DWCNT side surface while chemisorption is observed at higher temperatures that is peculiar or ?-? interactions of aromatic and quasiaromatic cyclic (heterocyclic) systems. Moreover, simultaneous presence of donor/acceptor feature of the DWCNT’s intertube space as a result of positive and negative Gaussian curvature, makes it possible to regulate orientation of intercalate donor and acceptor edges what allows us to view it as a potential molecular switch. There have been calculated the UV-spectra for (5,5)@(10,10) DWCNT depending on the intercalate concentration as well as an association constant of the systems which makes 26.45 l·mol–1 (for system with ferrocene); 36.2 l·mol–1 (for system with nickelocene); 76.8 l·mol–1 (for system with cobaltocene) and 6.745 l·mol–1 (for system with manganocene). |
| first_indexed | 2025-07-22T19:32:45Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-396 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-17T12:07:40Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-3962022-06-29T10:15:22Z «Host-guest» complexing of double-walled carbon nanotube with metallocenes Комплексообразование между двухслойными углеродными нанотрубками и металлоценами по типу «гость-хозяин» Комплексоутворення між двошаровими карбоновими нанотрубкамита металоценами за типом «гість-хазяїн» Mykhailenko, O. V. intercalation double-walled carbon nanotube “host-guest” complex tricarbonyl(cyclopentadienyl)mangan ese monocyclopentadienylferrum(ІІ) bis(cyclopentadienyl)n ickel bis(η5-cyclopentadienyl)cobalt інтеркалювання двошарова карбонова нанотрубка комплекс типу «гість-хазяїн» біс(циклопентадієніл)манган моноциклопентад ієнілферрум(ІІ ) біс(циклопентадієніл)нікель біс(η5 -циклопентадієніл)кобальт интеркалирование двухслойная углеродная нанотрубка комплекс типа «гость-хозяин» бис(циклопентадиенил)марганец моноциклопентадиенилжелезо(ІІ) бис(циклопентадиенил)никель бис(η5-циклопентадиенил)кобальт Complex compounds of various types and nature have been widely applied in many fields of science and technology. Complex aggregates based on nanostructures such as nanotubes and other coordination compounds, for example, metallocenes, have unique properties, since a combination of their individual characteristics provides for further growing interest to the research in chemistry, physics, electronics, medicine, etc. The initial structure was a (5.5)@(10.10) nanotube (CNT) having 270 carbon atoms. Intercalation of this double-walled carbon nanotubes (DWCNT) assumes placing the intercalate inside the (5.5) CNT, into intertubular space, and its differently oriented sorption on the outer surface of the (10.10) CNT. By employing the methods of MM+, РМ3 and Monte-Carlo, the positioning has been studied of molecules of tricarbonyl(cyclopentadienyl)manganese, monocyclopentadienylferrum(ІІ), bis(cyclopentadienyl)nickel and bis(?5-cyclopentadienyl)cobalt in a double-walled (5,5)@(10,10) carbon nanotube depending on intercalate concentration and intercalation temperature. The temperature increase (over ~455–460 K) causes gradual bond ruining followed by extrusion of interwall intercalate. Further temperature increase up to 620–650 K is characterised with intercalate external surface desorption, stabilising the whole systems and keeping the interwall intercalate only. It is necessary to note that the suggested model variant allows to demonstrate the thermodynamic selectivity of physical and chemical sorption-desorption. At lower temperatures there appears physical sorption, its natural feature is most likely to overlap the non-hybridized orbital 3dxy of the metal ions with the ?-system of the DWCNT side surface while chemisorption is observed at higher temperatures that is peculiar or ?-? interactions of aromatic and quasiaromatic cyclic (heterocyclic) systems. Moreover, simultaneous presence of donor/acceptor feature of the DWCNT’s intertube space as a result of positive and negative Gaussian curvature, makes it possible to regulate orientation of intercalate donor and acceptor edges what allows us to view it as a potential molecular switch. There have been calculated the UV-spectra for (5,5)@(10,10) DWCNT depending on the intercalate concentration as well as an association constant of the systems which makes 26.45 l·mol–1 (for system with ferrocene); 36.2 l·mol–1 (for system with nickelocene); 76.8 l·mol–1 (for system with cobaltocene) and 6.745 l·mol–1 (for system with manganocene). Используя методы молекулярной механики ММ+, полуэмпирический квантово-химический РМ3 и Monte-Carlo, исследован характер размещения молекул металлоценов в двухслойной (5,5)@(10,10) углеродной нанотрубке (ДУНТ) в зависимости от концентрации интеркалята и температуры интеркалирования. С увеличением температуры (выше ~455–460 K) происходит последовательное разрушение образованных связей с экструзией межтрубного интеркалята. Последующее увеличение температуры до 620–650 K характеризуется внешнеповерхностной десорбцией интеркалята и стабилизирует исследованную систему в целом, сохраняя при этом только внутритрубный интеркалят. Рассчитаны УФ-спектры (5,5)@(10,10) ДУНТ в зависимости от концентрации интеркалята и найдены константы ассоциации систем, которые составляют: 26.45 л·моль-1 (для системы с ферроценом); 36.2 л·моль-1 (для системы с никелоценом); 76.8 л·моль-1 (для системы с кобальтоценом) и 6.745 л·моль-1 (для системы с манганоценом). З використанням методів молекулярної механіки ММ+, напівемпіричного квантово-хімічного РМ3 та Monte -Carlo досліджено характер розташування молекул металоценів у двошаровій (5,5) @ (10,10) карбоновій нанотрубці (ДКНТ) залежно від концентрації інтеркаляту і температури інтеркалювання. Зі зростанням температури (понад ~455–460 K) відбувається поступове руйнування утворених зв’язків з екструзією міжтрубного інтеркаляту. Подальше підвищення температури до 620–650 K характеризується зовнішньоповерхневою десорбцією інтеркаляту та врешті-решт стабілізує досліджувану наносистему загалом, зберігаючи лише внутрішньотрубний інтеркалят. Розраховано УФ-спектри (5,5)@(10,10) ДКНТ залежно від концентрації інтеркаляту та визначено константи асоціації систем, що становлять: 26.45л·моль–1 (для системиз фероценом); 36.2 л·моль–1 (для систем из н і келоценом); 76.8 л·моль–1(для систем из кобальтоценом) та 6.745 л·моль–1 (для системиз манганоценом). Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2016-11-01 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/396 10.15407/hftp07.04.373 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 7 No. 4 (2016): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 373-378 Химия, физика и технология поверхности; Том 7 № 4 (2016): Химия, физика и технология поверхности; 373-378 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 7 № 4 (2016): Хімія, фізика та технологія поверхні; 373-378 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp07.04 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/396/393 Copyright (c) 2016 O. V. Mykhailenko |
| spellingShingle | інтеркалювання двошарова карбонова нанотрубка комплекс типу «гість-хазяїн» біс(циклопентадієніл)манган моноциклопентад ієнілферрум(ІІ ) біс(циклопентадієніл)нікель біс(η5 -циклопентадієніл)кобальт Mykhailenko, O. V. Комплексоутворення між двошаровими карбоновими нанотрубкамита металоценами за типом «гість-хазяїн» |
| title | Комплексоутворення між двошаровими карбоновими нанотрубкамита металоценами за типом «гість-хазяїн» |
| title_alt | «Host-guest» complexing of double-walled carbon nanotube with metallocenes Комплексообразование между двухслойными углеродными нанотрубками и металлоценами по типу «гость-хозяин» |
| title_full | Комплексоутворення між двошаровими карбоновими нанотрубкамита металоценами за типом «гість-хазяїн» |
| title_fullStr | Комплексоутворення між двошаровими карбоновими нанотрубкамита металоценами за типом «гість-хазяїн» |
| title_full_unstemmed | Комплексоутворення між двошаровими карбоновими нанотрубкамита металоценами за типом «гість-хазяїн» |
| title_short | Комплексоутворення між двошаровими карбоновими нанотрубкамита металоценами за типом «гість-хазяїн» |
| title_sort | комплексоутворення між двошаровими карбоновими нанотрубкамита металоценами за типом «гість-хазяїн» |
| topic | інтеркалювання двошарова карбонова нанотрубка комплекс типу «гість-хазяїн» біс(циклопентадієніл)манган моноциклопентад ієнілферрум(ІІ ) біс(циклопентадієніл)нікель біс(η5 -циклопентадієніл)кобальт |
| topic_facet | intercalation double-walled carbon nanotube “host-guest” complex tricarbonyl(cyclopentadienyl)mangan ese monocyclopentadienylferrum(ІІ) bis(cyclopentadienyl)n ickel bis(η5-cyclopentadienyl)cobalt інтеркалювання двошарова карбонова нанотрубка комплекс типу «гість-хазяїн» біс(циклопентадієніл)манган моноциклопентад ієнілферрум(ІІ ) біс(циклопентадієніл)нікель біс(η5 -циклопентадієніл)кобальт интеркалирование двухслойная углеродная нанотрубка комплекс типа «гость-хозяин» бис(циклопентадиенил)марганец моноциклопентадиенилжелезо(ІІ) бис(циклопентадиенил)никель бис(η5-циклопентадиенил)кобальт |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/396 |
| work_keys_str_mv | AT mykhailenkoov hostguestcomplexingofdoublewalledcarbonnanotubewithmetallocenes AT mykhailenkoov kompleksoobrazovaniemeždudvuhslojnymiuglerodnyminanotrubkamiimetallocenamipotipugostʹhozâin AT mykhailenkoov kompleksoutvorennâmíždvošarovimikarbonoviminanotrubkamitametalocenamizatipomgístʹhazâín |