Хроматографическое исследование физико-химических основ структурной селективности сорбентов на основе нано- и супрамолекулярных систем

Объект исследования: супрамолекулярные структуры на основе молекул циклодекстринов и наноразмерные аллотропные формы углерода. Цель: изучение термодинамики межмолекулярных взаимодействий в условиях различных вариантов равновесной хроматографии на сорбентах с нано- и супрамолекулярными сорбентами с последующей оценкой селективности этих материалов при их использовании в методах концентрирования и разделения. Исследованы закономерности сорбции и межмолекулярных взаимодействий разных типов изомеров органических соединений с различными типами молекулярных селекторов на основе нано- и супрамолекулярных систем. Основным методом исследования явились различные варианты газовой и жидкостной хроматографии, позволяющие исследовать эффекты селективной сорбции и межмолекулярного комплексообразования отдельных молекул сложных органических соединений с поверхностью наносорбентов с последующей разработкой эффективных хроматографических методик разделения изомерных соединений, принадлежащих к различным классам органических веществ. Представляют особый интерес данные по экспериментальному и теоретическому изучению различных межмолекулярных эффектов, реализуемых в сорбционных системах с нано- и супрамолекулярными компонентами, сведения по которым немногочисленны и в ряде случаев противоречивы. Вместе с тем изучение этих тонких межмолекулярных эффектов позволяет понимать механизм молекулярного распознавания изомерных молекул различными селекторами и способствует созданию новых высокоэффективных сорбентов. Развита методология ИГХ-измерений энергетической и геометрической неоднородности поверхности непористых углеродных материалов в области предельно низких концентраций адсорбата в газовой фазе. Проведено количественное разделение свободной энергии поверхности углеродных материалов на дисперсионную и специфическую составляющие. Установлено, что с ростом величины удельной поверхности и фрактальной размерности саж меняется характер адсорбции с делокализованного на локализованный. На основании данных по удерживанию молекул линейного и каркасного строения впервые исследована геометрическая неоднородность поверхности углеродных адсорбентов, показана ее связь с фрактальной размерностью поверхности. На примере разделения стереоизомерных молекул циклических УВ сделан вывод о влиянии морфологических особенностей углеродных поверхностей на их газохроматографическую селективность.