Неорганические соединения, наночастицы и материалы на основе благородных и редких металлов: механизмы реакций, получение и физико-химические свойства

Объекты исследования: комплексные и кластерные соединения благородных металлов и металлов 5 и 6 групп периодической системы, наносплавы благородных металлов, на-ночастицы золота, серебра, оксида кремния и пленки на их основе, сложные халькогени-ды РЗЭ, сложные молибдаты, и вольфраматы, люминесцентные материалы. Цель работы: - разработка методов синтеза новых неорганических соединений, наночастиц и материа-лов на основе благородных и редких металлов, перспективных в фундаментальных и прикладных аспектах, специфика предлагаемого подхода заключается в переходе от син-теза исходных соединений-предшественников к надмолекулярным образованиям (нано-частицам и кластерам) и далее к материалам на их основе. - разработка комплекса новых подходов к синтезу и характеризации наноматериалов на каждом из этапов цепочки наночастица – жидкофазный наноматериал – необработанная пленка – итоговое функциональное покрытие - разработка аналитического обеспечения технологий получения новых неорганических соединений, наночастиц и функциональных материалов на основе благородных и редких металлов; - развитие методов количественного химического анализа (КХА) и разработки высоко-информативных методик анализа указанных объектов; - изучение атомного и электронного строения, реакционной способности, магнитных, электрохимических, каталитических и других свойств неорганических соединений, а также разработка инновационных подходов для нанесения металлов и металлсодержа-щих соединений на различные поверхности; - установление закономерностей влияния состава, строения, заряда и других физико-химических характеристик соединений благородных и редких металлов на их термиче-скую устойчивость, фотохимические свойства и биологическую активность; - исследование механизмов восстановления комплексных ионов металлов и их свойств в растворах поверхностно-активных веществ, разработку новых методов концентрирова-ния и образования электропроводящих пленок. Результаты. Разработаны и оптимизированы методики получения более 40 новых коор-динационных соединений (в том числе кластерных) благородных и редких металлов. Ис-следованы их окислительно-восстановительные, термические, люминесцентные и цито-токсические свойства. Проведено подробное исследование фотохимических и фотофизи-ческих свойств нитрозокомплексов рутения. Разработан комплекс комбинированных вы-сокоинформативных атомно-спектральных и масс-спектральных методик определения химического состава соединений, обеспечивающих пределы обнаружения микроприме-сей на уровне 10-10 – 10-6 % мас. Показано, что метод концентрирования электрофорезом оказался более эффективным и экспрессным для группового концентрирования металлов. Осуществлен синтез и проведена детальная характеризация сложных оксидных соедине-ний на основе РЗЭ. Новизна и оригинальность результатов заключается: в получении и детальной харак-теризации 43 ранее не известных координационных соединений благородных металлов и редких металлов; в установлении не типичного для комплексов палладия и платины мультимодального механизма действия на раковые клетки (интеркаляции ДНК в сочета-нии с генерацией активных форм кислорода), вызванного координацией к Pt(II) или Pd(II) редокс-активного и объемного диимина dpp-bian; в разработке новой методики модифи-кации гидрофобной поверхности полистирола золем наночастиц золота, стабилизиро-ванных ионным ПАВ, этот подход позволяет значительно улучшить смачиваемость поли-стирола и придает ему плазмонные свойства, характерные для наночастиц металлов ма-лого размера; в получении ключевой информации об изменении строения от трехмерной (3D) структуры LiGdS2 к слоистой структуре в NaGdS2, которая резко улучшает магнито-калорические свойства, и NaGdS2 демонстрирует изменение магнитной энтропии близкое к рекордным значениям для неорганических материалов на основе Gd. Практическая значимость. Полученные данные о новых способах получения и нанесе-ния на различные материалы наноразмерных моно- и полиметаллических частиц служат основой создания эффективных гетерогенных катализаторов для различных промышлен-ных процессов. Результаты исследований нитрозокомплексов рутения могут быть при-менены для создания полифункциональных материалов c необычными магнитными и оп-тическими свойствами. Всестороннее исследование электрохимически активных ком-плексов палладия, платины и золота важно с точки зрения их потенциального примене-ния в качестве противоопухолевых средств. Новые гибридные методики, сочетающие хроматографическое разделение с современными высокоинформативными инструмен-тальными методами КХА, позволят исследовать процессы комплексообразования благо-родных и редких металлов в практически важных средах для моделирования технологи-ческих процессов приготовления нанесенных катализаторов и аффинажного производ-ства. Публикации по проекту: статьи 44, доклады на конференциях 32, защита кандидатской диссертации – 1.