Образование алмазов и других углеродных фаз при деструкции карбонильных кластеров платины и палладия - Автореферат

Алмаз является веществом, уникальным по своим электрофизическим, механическим и оптическим параметрам, что и определяет его востребовательность различными областями промышленности. В настоящее время используются два промышленных способа синтеза алмазов, основанные на создании условий его термодинамической устойчивости - р ? 6 ГПА, Т » 2000 К. Исследование физико-химического процесса деструкции карбонильных кластеров платины и палладия, приводящее к образованию алмазов, в результате диспропорционирования конденсированных молекул моноксида углерода. Дано теоретическое обоснование возможности образования алмаза при диспропорционировании молекул моноксида углерода, конденсированных в кристаллах карбонильных кластерах платиновых металлов. Практическая значимость диссертационной работы определяется разработкой безотходной технологической схемы получения алмазов в мягких условиях (атмосферное давление и комнатная температура) из карбонильных кластеров платиновых металлов при их самопроизвольном разложении, что является новым подходом к решению проблемы производства синтетических алмазов.Дана краткая история получения алмазов, диаграмма состояния графит - алмаз. Приведены результаты термодинамического расчета для реакции окислительно-восстановительного распада молекул моноксида углерода по реакции: Термодинамический расчет показывает, что молекулы моноксида углерода уже при комнатной температуре (Т = 298 К) являются метастабильными и могут распадаться по реакции (1) практически полностью (?GО = - 117,3 КДЖ/моль, Kp » 1021). Кроме того, известно, что комплексообразование приводит к сближению реагентов, а это при соответствующей их ориентации может дать ускорение реакции между молекулами-лигандами до 106 раз, что и происходит с молекулами СО в карбонильных кластерах. Таким образом, в карбонильных кластерах молекулы СО находятся как бы в «конденсированном» состоянии, располагаясь вблизи друг от друга, т.е. в кластерах созданы метастабильные структуры с большим запасом внутренней энергии. Как показали исследования, его термическая неустойчивость близка к таковой для кластеров PTXPDY(CO)z, а в продуктах его разложения также присутствуют алмазы.Анализ спектров КЛ, спектров КР и рентгеновских дифрактограмм продуктов деструкции гомо-и гетероядерных карбонильных кластеров платины и палладия показывает, что процесс диспропорционирования молекул моноксида углерода конденсированных в карбонильных кластерах, должен рассматриваться как совокупность параллельных реакций, приводящих к образованию различных углеродных продуктов - алмаз, графит, нанотрубки, фуллерен С60. При этом соотношение между углеродными фазами, по нашим наблюдениям, зависит, с одной стороны, от состава исходных карбонильных кластеров, а с другой стороны, от условий, при которых протекает деструкция. Так, при деструкции карбонильных кластеров PTXPDY(CO)z и [Pt(CO)2]n на воздухе, преимущественно образуется алмазная фаза в виде зерен и наночастиц и нитевидные субстанции (нанотрубки). А при деструкции карбонильных кластеров палладия преобладают нанотрубки и фуллерен С60. По нашим наблюдениям выход алмазной фазы и размер зерен увеличивается с возрастанием массы кластеров PTXPDY(CO)z и [Pt(CO)2]n, подвергающихся деструкции, что связано с характером развивающихся при этом теплофизических процессов.

Краткое содержание работы