ИССЛЕДОВАНИЕ КАТАЛИТИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА В СИНТЕЗЕ γ-ГРАФИНА

Егорова А.С., Ряшенцев Д.С.

Челябинский государственный университет

454001, г. Челябинск, ул. Братьев Кашириных, д. 129

В настоящее время актуальным направлением в материаловедении является поиск и изучение новых углеродных наноструктур. Одним из наиболее перспективных материалов является γ-графин — двумерный аллотроп углерода, состоящий из sp- и sp²-гибридизованных атомов. Благодаря уникальной пористой структуре, высокой механической прочности, настраиваемым электронным свойствам и большой площади поверхности, γ-графин рассматривается как потенциальный материал для применения в электронике, мембранных технологиях, катализе, а также в качестве анода для ионных батарей.

Целью работы является подбор оптимального лиганда для синтеза γ-графина реакцией кросс-сочетания по Соногашире с использованием каталитической системы на основе железа. В качестве объектов исследования выбраны пять каталитических систем: без лиганда, а также с лигандами PPh₃, o-Phen, L-Pro и BPY.

Отличительная особенность данного способа получения заключается в замене дорогостоящего палладиевого прекатализатора на ацетилацетонат железа (III). Синтез проводили в атмосфере аргона при 140 ℃ в течение 24 часов. Реакцию Соногаширы проводили между гексайодбензолом и карбидом кальция.

На рисунке 1 представлены ИК-спектры γ-графина. Ключевыми маркерами образования γ-графина служили полосы поглощения в области ~2200 см⁻¹, соответствующие валентным колебаниям тройных связей C≡C (sp-гибридизованный углерод), и полосы в области 1500–1600 см⁻¹, относящиеся к колебаниям ароматических колец (sp²-гибридизованный углерод).

Рис. 1 – ИК-спектры γ-графина