name: Слоистые соединения дисульфида молибдена с азотсодержащими органическими молекулами: строение и электрокаталитические свойства
keyword_list: электрокатализ невалентные взаимодействия квантовохимические расчеты порошковая рентгеновская дифракция дисульфид молибдена
abstract: Дисульфид молибдена является одним из наиболее известных слоистых материалов, он существует в природе и выпускается промышленно. Исследования последнего десятилетия выявили уникальные физико-химические свойства наноразмерных моно- и малослойных частиц дисульфида молибдена, в том числе заряд-транспортные и каталитические, что делает подобные материалы перспективными для создания различных наноэлектронных устройств, высокоэффективных фото- и электрокатализаторов.
  Известно, что перенос отрицательного заряда на монослои MoS2 инициирует их структурный переход из стабильной модификации с полупроводниковым типом проводимости (2H-MoS2) в метастабильную структуру с металлической проводимостью (1T-MoS2). Эта модификация является одним из лучших неплатиновых катализаторов процесса электрохимического получения водорода из воды. Однако в отсутствие отрицательного заряда на слоях 1Т-MoS2 переходит в значительно менее активный 2H MoS2 при нагревании или длительном хранении. Основываясь на литературных данных, можно полагать, что одним из способов стабилизации 1Т-модификации MoS2 является включение ее в состав гетерослоистых соединений, в которых отрицательно заряженные слои 1T-МoS2 чередуются с гостевыми слоями из органических катионов. 
  С использованием монослоевого диспергирования дисульфида молибдена, интеркалированного литием, и последующей самосборки получен ряд слоистых соединений дисульфида молибдена с органическими катионами, в том числе неизвестные ранее соединения с 1-бутил-3-метилимидазолием, протонированными молекулами этилендиамина, 1-аминонафталина, 1,8-бис-(диметиламино)нафталина. 
  Разработан и апробирован новый подход к установлению атомной структуры этих турбостратно-разупорядоченных систем по данным порошковой рентгеновской дифракции путем моделирования дифрактограмм модифицированным методом Уфера и последующей квантовохимической оптимизации структурных моделей. С использованием разработанного подхода впервые установлена атомная структура 10 гетерослоистых соединений MoS2. 
  Установлено, что в слоях MoS2 полученных соединений стабилизируется проводящая 1T-модификация дисульфида молибдена, нестабильная в обычных условиях. Данная структурная модификация имеет гофрированную поверхность сульфидных слоев, рельеф которой оказывает существенное влияние на положение гостевых органических катионов между слоями MoS2.
  С помощью квантовохимических расчетов и анализа расчетного распределения электронной плотности в рамках теории Бейдера впервые выявлены и охарактеризованы невалентные взаимодействия слоев 1T-MoS2 с органическими молекулами различной природы и на основании оценки энергии этих взаимодействий (CH···S, π···S, NH···S) установлена их иерархия в изученных слоистых соединениях.
  Разработан расчетный подход к оценке энергии когезии органо-неорганических слоев в слоистом соединении MoS2, позволяющий судить об энергетической выгодности сборки слоистой системы. С помощью данного подхода объяснены особенности самосборки фаз с молекулами 1-аминонафталина и 1,8 бис (диметиламино)нафталина.
  Изучение электрокаталитической активности слоистых соединений MoS2 с органическими катионами и нанодисперсного 1Т-MoS2 в реакции выделения водорода из воды показало, что слоистые системы проявляют в этой реакции высокую активность, сопоставимую с активностью чистого 1T-MoS2, при этом они демонстрируют значительно более высокую устойчивость характеристик к термовоздействию, что подтверждает стабилизацию в соединениях 1Т-модификации  дисульфида молибдена.
chairman_dissertation_council.name: Юрий
chairman_dissertation_council.surname: Бубнов
chairman_dissertation_council.patronymic: Николаевич
chairman_dissertation_council.position: Главный научный сотрудник
chairman_dissertation_council.degree: Доктор химических наук
chairman_dissertation_council.rank: Академик
chairman_dissertation_council.wos_research_id: AAQ-1516-2021
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 57196780974
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Александр
organization_supervisor.surname: Трифонов
organization_supervisor.patronymic: Анатольевич
organization_supervisor.position: Директор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 31.15.15
rubrics.name: Исследования строения и свойств молекул и химической связи
rubrics.code: 31.15.17
rubrics.name: Кристаллохимия и кристаллография
rubrics.code: 31.15.33
rubrics.name: Электрохимия
oecds.code: 01.04.EI
oecds.name: CHEMISTRY, PHYSICAL
speciality_codes.name: Физическая химия
speciality_codes.code: 02.00.04
supervisors.fio: Голубь А.С.
supervisors.scientific_degree: Кандидат химических наук
supervisors.speciality_code: Химия элементоорганических соединений
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Приходченко П.В.
opponents.scientific_degree: Доктор химических наук
opponents.speciality_code: Неорганическая химия
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Губайдуллин А.Т.
opponents.scientific_degree: Доктор химических наук
opponents.speciality_code: Физическая химия
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ИНЭОС РАН
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ИМ. А.Н.НЕСМЕЯНОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
protection_organization.ogrn: 1027739900264
protection_organization.supervisor_name: АЛЕКСАНДР
protection_organization.supervisor_surname: ТРИФОНОВ
protection_organization.supervisor_patronymic: АНАТОЛЬЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ИНЭОС РАН
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ИМ. А.Н.НЕСМЕЯНОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
author_organization.ogrn: 1027739900264
author_organization.supervisor_name: АЛЕКСАНДР
author_organization.supervisor_surname: ТРИФОНОВ
author_organization.supervisor_patronymic: АНАТОЛЬЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения