name: Получение и рентгеноспектральная диагностика наночастиц благородных металлов в растворе и на пористых подложках
keyword_list: коллоидные растворы УФ-излучение рентгеноспектральная диагностика наночастицы золота
abstract: Наночастицы благородных металлов представляют значительный интерес благодаря своей широкой сфере применения.  В частности, они применяются в качестве водородных датчиков, автомобильных катализаторов, катализаторов гидрирования и изомеризации олефинов, а также тонкого органического синтеза, например, в реакциях Сузуки. Наиболее активно исследуемыми являются наночастицы золота и палладия благодаря огромному потенциалу применений в оптоэлектронике, катализе и биотехнологиях.
  Актуальность исследования, представленного в диссертационной работе, основана на высоком интересе научного общества, направленном на синтез и использование наночастиц благородных металлов, что может быть подтверждено большим количеством публикаций по тематике данного исследования. Действительно, используемые в работе методики характеризации, такие, как спектроскопия рентгеновского поглощения (XANES), оптическая Uv – vis спектроскопия, методика динамического рассеяния света (DLS), рентгеновская порошковая дифракция (XRPD), методика физической адсорбции (BET) и просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ), получили широкое распространение в качестве основных инструментов для проведения характеризации металлических наночастиц. Использование комбинированных методик характеризации, а также проведение исследований в режиме in-situ позволяет получать уникальные синхронизированные между собой данные, помогающие увидеть особенности поведения металлических наночастиц во время их синтеза и, в итоге, построить достоверную модель их синтеза.
  Целью диссертационной работы является разработка методики in-situ диагностики размера наночастиц благородных металлов, зарядового состояния и локальной атомной структуры металла на разных стадиях роста неразрушающими спектральными методами в режиме реального времени.
  Полученные результаты дополняют и развивают представление о физико-химических процессах, происходящих во время синтеза наночастиц благородных металлах. В частности, речь идет о росте золотых наночастиц в октадецене и на поверхности HKUST-1, синтезе коллоидного раствора палладиевых наночастиц в воде без использования высокотоксичных реагентов и синтезе палладиевых нанокубов, покрытых HKUST-1. В работе дана оценка стадий синтеза наночастиц, их длительность и последовательность. Также подробно рассмотрены промежуточные структуры, образующиеся в реакционной смеси в процессе синтеза. Описана нагревательная ячейка для осуществления комбинированной диагностики методом оптической спектроскопии и динамического рассеяния света. Применение данной ячейки позволило получать уникальные данные о ходе процессов синтеза наночастиц. Её использование возможно не только в рамках данной работы, но и при характеризации любых гидротермальных синтезов. Приведены результаты комбинированной характеризации методами оптической спектроскопии и динамического рассеяния света в режиме in-situ, дающие понимание о количестве стадий синтеза и их длительности. Представлены результаты in-situ рентгеноспектральной диагностики анализа, синхронизированные с результатами анализа комбинированной методикой, дающие информацию об изменении степени окисления золотых наночастиц в реакционной смеси на всем протяжении синтеза. Также в работе приведены результаты компьютерного моделирования полученных структур. На основании полученных данных построена модель реакций в ходе синтеза золотых наночастиц в октадецене.
  Проведен синтез золотых наночастиц на поверхности HKUST-1 сольвотермальным методом и с использованием микроволнового излучения. Исследован фазовый переход HKUST-1 - [Cu2(OH)(BTC)(H2O)]n  при повышении температуры и влияние на него золотых наночастиц. Подтверждение гипотез осуществлялось с помощью серии методик XRPD, ПЭМ, BET и XANES. Сделан вывод о роли золотых наночастиц, как локальных нагревателей поверхности МОК.
  Проведена оценка влияния ультрафиолетового излучения на нуклеацию и рост наночастиц палладия на поверхности пористого оксида церия в воде. Полученные при синтезе образцы проанализированы методиками XRPD, XRF, XANES, ПЭМ и методом с использованием зондирующих молекул CO, что позволило сделать выводы о наличии наночастиц палладия, их размере и фазовом составе.
  Исследован процесс десорбции водорода на поверхности синтезированных нанокубов палладия, покрытых МОК HKUST-1, посредством методики XRPD с помощью синхротронного излучения в режиме in-situ. Полученный образец также был исследован при помощи ПЭМ.
  Полученные сведения могут помочь в понимании механизмов реакций синтеза наночастиц благородных металлов. Результаты этой работы также будут использованы при дальнейшей работе по синтезу металлических наночастиц с контролируемыми формами и размерами.
chairman_dissertation_council.name: Александр
chairman_dissertation_council.surname: Солдатов
chairman_dissertation_council.patronymic: Владимирович
chairman_dissertation_council.position: Научный руководитель
chairman_dissertation_council.degree: Доктор физико-математических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: E-9323-2012
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7102129914
chairman_dissertation_council.rinc_id: 1685
chairman_dissertation_council.url: http://nano.sfedu.ru/ru/structure/staff/soldatov/
chairman_dissertation_council.orcid: https://orcid.org/0000-0001-8411-0546
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Анатолий
organization_supervisor.surname: Метелица
organization_supervisor.patronymic: Викторович
organization_supervisor.position: Проректор по научной и исследовательской деятельности
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 29.29.39
rubrics.name: Взаимодействие атомов и молекул с внешними полями и излучением
oecds.code: 01.03.UH
oecds.name: PHYSICS, ATOMIC, MOLECULAR & CHEMICAL
speciality_codes.name: Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика
speciality_codes.code: 01.04.15
supervisors.fio: Солдатов Александр Владимирович
supervisors.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Физика конденсированного состояния
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Надолинский А.М.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Оптика
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Велигжанин А.А.
opponents.scientific_degree: Кандидат физико-математических наук
opponents.speciality_code: Приборы и методы экспериментальной физики
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, ФГАОУ ВО "ЮФУ", ЮФУ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
protection_organization.ogrn: 1026103165241
protection_organization.supervisor_name: ИННА
protection_organization.supervisor_surname: ШЕВЧЕНКО
protection_organization.supervisor_patronymic: КОНСТАНТИНОВНА
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, ФГАОУ ВО "ЮФУ", ЮФУ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
author_organization.ogrn: 1026103165241
author_organization.supervisor_name: ИННА
author_organization.supervisor_surname: ШЕВЧЕНКО
author_organization.supervisor_patronymic: КОНСТАНТИНОВНА
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения