Исследование влияния структурных особенностей пленок фторзамещенных фталоцианинов металлов MPcFx (x = 4, 16, M = Co, Cu, Zn, Pd, Fe, VO, Pb) на их сенсорный отклик на аммиак

Работа выполнена в ФГБУН Институт неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук. Научный руководитель: д.х.н. профессор РАН Басова Т.В. Официальные оппоненты: Д.ф.-м.н. доцент Майорова Л.А., ФГБОУ ВО «Ивановский государственный химико-технологический университет». К.х.н. доцент Селиванова Г.А., ФГБУН Новосибирский институт органической химии им Н.Н. Ворожцова Сибирского отделения Российской академии наук. Ведущая организация: ФГБОУ ВО «Ивановский государственный университет». В ходе диссертационной работы были получены и охарактеризованы комплексы незамещенных и фторзамещенных фталоцианинов металлов MPcFx (M=Co, Cu, Zn, Pd, Fe, VO, Pb). Впервые описана кристаллическая структура MPcF4 (M=Cu, Fe, VO, Pb) и PbPcF16. Измерена температурная зависимость давления насыщенных паров комплексов MPcF4 (M=Co, Cu, VO), CoPc и CoPcF16, проведен анализ взаимосвязи между основными типами межмолекулярных контактов в кристаллических структурах и их летучестью. Изучено влияние фторзамещения и металла-комплексообразователя на колебательные спектры комплексов. Получены пленки фталоцианинов металлов и изучены их структурные особенности. Показано, что фазовый переход в пленках при отжиге свыше 200 °С наблюдается только в случае фторзамещенных фталоцианинов ванадила. Исследованы сенсорные свойства MPcFx (x=0, 4, 16, M=Co, Cu, Zn, VO, Pb). Показано что в ряду фторзамещенных фталоцианинов металлов наибольшим сенсорным откликом на аммиак обладают пленки тетрафторзамещенных фталоцианинов металлов, а в ряду «по металлу» наибольший сенсорный отклик характерен для фталоцианинов кобальта. Отжиг пленок (250 °С, 6 часов) приводит к увеличению сенсорного отклика для всех исследуемых фталоцианинов, за исключением VOPcF16. Показана возможность применения пленок MPcFx (x=0, 4, 16) в качестве активных слоев сенсорных устройств для определения аммиака (0.1-50 ppm). Выявленные закономерности позволят сделать целенаправленный выбор активных слоев газовых сенсоров на аммиак. Полученные результаты подтверждают перспективность дальнейшего использования пленок фторзамещенных фталоцианинов металлов как активных слоев сенсорных устройств. Основное содержание диссертации изложено в следующих работах: 1. Klyamer D.D., Sukhikh A.S., Trubin S.V., Gromilov S.A., et al. // Cryst. Growth &Design 2020. – V. 20. – P. 1016-1024. 2. Kuprikova N.M., Klyamer D.D., Sukhikh A.S., et al. // Dye Pigments 2020. – V. 173. – N. 107939. 3. Klyamer, D.D., Basova, T.V., Krasnov, P.O., Sukhikh, A.S. // J. of Mol. Str. 2019. – V. 1189. – P. 73-80. 4. Klyamer D.D, Sukhikh A.S, Gromilov S.A, Krasnov P.O, Basova T.V. // Sensors 2018. – V. 18. – N. 2142. 5. Sukhikh A.S., Klyamer D.D., Parkhomenko R.G., Krasnov P.O., et al. // Dye Pigments 2018. – V. 149. – P. 348-355. 6. Klyamer D.D., Sukhikh A.S., Gromilov S.A., Kruchinin V.N., et al. // Macroheterocycles 2018. – V. 11. – P. 304-311. 7. Klyamer D.D., Sukhikh A.S., Krasnov P.O., et al. // App. Surf. Sci. 2016. – V. 372. – P. 79-86.