Warning: Undefined property: Dissovet\Models\Dissertation::$performed_in_place2 in /var/www/application/Models/Dissertation.php on line 326
Диссертация

Диссертация

Сосулин Илья Сергеевич

Кандидат наук

Статус диссертации

27.04.2022 
Диплом Кандидат наук
18.04.2022 
Решение о выдаче диплома
25.03.2022 
Положительное заключение АК
08.02.2022 
На рассмотрении в АК
17.12.2021 
Положительная защита
16.11.2021 
Объявление опубликовано
12.11.2021 
Принят к защите
11.11.2021 
Заключение комиссии
27.10.2021 
Документы приняты
ФИО соискателя
Сосулин Илья Сергеевич
Степень на присвоение
Кандидат наук
Приказ о выдаче диплома
№ 484 от 27.04.2022
Дата и время защиты
17.12.2021 17:00
Научный руководитель
Фельдман Владимир Исаевич
Доктор наук Профессор
Оппоненты
Мисочко Евгений Яковлевич
Доктор наук
Боченкова Анастасия Владимировна
Кандидат наук Доцент
Пономарев Александр Владимирович
Доктор наук
Место выполнения работы
Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, Химический факультет, Кафедра электрохимии
Специальность
02.00.09 Химия высоких энергий
химические науки
Диссертационный совет
Телефон совета
+7 495 939-34-98

Фторированные производные метана (в первую очередь, фтороформ и дифторметан) широко используются в различных областях технологий. В последние десятилетия эти соединения привлекают значительное внимание в качестве возможной альтернативы хлорсодержащим фреонам. В отличие от последних, фторметаны не поглощают свет в ближней УФ области, обладают фотохимической инертностью и не приводят непосредственно к разрушению озонового слоя. Вследствие этого производство и эмиссия фтороформа и дифторметана в атмосферу растут, причем в ряде работ они уже рассматриваются в качестве значимых факторов парникового эффекта [1,2]. Следует отметить, что при проникновении в верхние слои стратосферы и ионосферу фторметаны могут подвергаться действию жесткого высокоэнергетического излучения, способного не только возбуждать, но и ионизировать практически любые молекулы. Между тем, механизмы радиационно-химических и фотохимических превращений этих молекул изучены недостаточно. Для восполнения этого пробела необходимы систематические модельные экспериментальные исследования, подкрепленные расчетами. Специальный интерес в рамках таких исследований представляет изучение спектроскопических характеристик и радиационно-химического поведения комплексов фторметанов с распространенными в атмосфере молекулами (такими как вода и оксиды углерода); данные такого рода также практически отсутствуют. Кроме того, исследования радиационной химии фтороформа и дифторметана могут служить основой для разработки новых способов конверсии этих соединений, накопление которых представляет проблему для окружающей среды. Следует отметить, что, наряду с потенциальной прикладной значимостью, указанные исследования представляют значительный самостоятельный интерес для развития фундаментальных представлений радиационной химии и фотохимии, а также теории межмолекулярных взаимодействий (в том числе, взаимодействий стабильных молекул с радикалами и карбенами, важных для многих областей химии и физической химии). Кроме того, в них может быть получена интересная дополнительная информация о химической динамике атомов водорода и фтора и небольших фторсодержащих радикалов. Таким образом, детальное исследование радиационно-индуцированных превращений молекул фторметанов и их комплексов является несомненно актуальным как с фундаментальной, так и с прикладной точки зрения. Цели и задачи работы Цель работы состоит в установлении механизмов радиационно-химических превращений изолированных молекул фтороформа и дифторметана и их межмолекулярных комплексов с некоторыми атмосферно значимыми молекулами при низких температурах, а также определении спектроскопических характеристик и структуры основных интермедиатов этих процессов на основании экспериментальных и теоретических исследований. В этой связи в настоящей работе были поставлены следующие основные задачи: 1. Определить состав продуктов и вероятные механизмы радиационно-индуцированных превращений изолированных молекул фтороформа и дифторметана в матрицах твердых благородных газов. 2. Исследовать особенности термических процессов с участием радиационно-индуцированных интермедиатов в низкотемпературных матрицах. 3. Исследовать спектроскопические характеристики, структуру и радиационно-химические превращения межмолекулярных комплексов фтороформа и дифторметана с H2O и CO с помощью экспериментов по матричной изоляции и квантово-химических расчетов. Объектами данного исследования являются твердые образцы X/Ng; X/CO/Ng; X/H2O/Ng (X = CHF3 или CH2F2, Ng = Ne, Ar, Kr, Xe; мольное соотношение компонентов 1/1000, 1/1/1000 или 1/2/1000). Предметом данного исследования стали радиационно-индуцированные и термические превращения в указанных системах. Методология диссертационного исследования Методология работы заключается в использовании метода матричной изоляции для систематического изучения механизмов радиационно-индуцированных превращений фтороформа, дифторметана и их комплексов при низких температурах. Такой подход позволяет моделировать радиационно-индуцированные превращения исследуемых молекул и ассоциатов, протекающие как по ионным каналам, так и через образование нейтральных возбужденных состояний, причем варьирование физических характеристик матричного вещества в ряде случаев дает возможность однозначно различить указанные каналы. Химические превращения в системах инициировали главным образом при помощи рентгеновского излучения, а также ИК, видимого и УФ света. В качестве метода детектирования использовали ИК-спектроскопию, поскольку этот метод позволяет идентифицировать межмолекулярные комплексы и ассоциаты, а также характеризовать различные продукты радиационно-индуцированных превращений молекул и интермедиатов. Особое внимание уделено влиянию комплексообразования на эффективность и механизмы радиолиза. Для верификации спектрального отнесения и определения возможного пути реакций в работе были широко использованы квантово-химические расчеты высокого уровня. Научная новизна. 1. Впервые систематически исследованы механизмы радиолиза фтороформа и дифторметана в матрицах твердых благородных газов. 2. Впервые получены экспериментальные и теоретические данные о строении и колебательных спектрах водородно-связанных комплексов дифторкарбена и фторкарбена со фторидом водорода, а также о ряде прежде неизвестных радикал-молекулярных и карбен-молекулярных комплексов (CHF3…CO, CF3…CO, CF2…H2O). 3. Впервые экспериментально обнаружены новые ранее неизвестные соединения инертных газов - FKrCF и FXeCF 4. Впервые изучено влияние комплексообразования фторметанов на эффективность и направление радиационно-индуцированных процессов с их участием. Теоретическая и практическая значимость работы Полученные данные о механизмах радиационно-индуцированных превращений фторметанов и влиянии комплексообразования с простыми молекулами, распространенными в земной атмосфере, на данные процессы представляют интерес с точки зрения экологии и химии верхних слоев атмосферы. Полученные результаты также вносят вклад в радиационную химию и представляют самостоятельную ценность для молекулярной спектроскопии и теории строения молекул.

# Название Размер