Введение к работе
х актуальность работы. ч> момента создания лазеров, Оиладаюіцкх уникальными характеристиками по монохроматичности, спектральной яркости и концентрации световой энергии, их применение определило интенсивное развитие новых областей науки и техники, таких как фотохимия, фотобиология, лазерная спектроскопия газообразных и конденсированных сред.
В последнее время большое внимание исследователей в области физики конденсированных сред привлечено к кластерным структурам и кластерным материалам. Интерес к этим объектам обусловлен их чрезвычайным многообразием, а также ценностью и нетривпалышстью их физических свойств.
Кластерные структуры и кластерные материалы относятся к энергонасыщенным системам - особому переходному состоянию вещества, обладающему избыточной энергий, которая соизмерима с внутренней энергией равновесной макроскопической конденсированной фазы. Переход к кластерному состоянию вещества позволяет значительно усиливать взаимосвязи между его структурными фрагментами и целенаправленно изменять физико-химические свойства материалов.
Интерес к исследованию таких систем обусловлен, помимо фундаментальных особенностей кластерного состояния, необычайным сочетанием электрических, магнитных, тепловых, сверхпроводящих, радиопоглощаіощих и других свойств, не встречающихся у массивных образцов металлов и способных обеспечить широкое практическое применение этих материалов в ряде специальных областей новой техники.
Кроме того, выявлена высокая биологическая активность ультрадисперсных частиц у некоторых металлов на всех уровнях: от общих показателей
метаболизма организма до влияния на активность отдельных биологических систем и биомакромолекул.
В то же время возможность широкого использования кластерных структур и материалов в значительной мере определяется успехами технологии их. получения, что делает актуальной разработку новых методов управляемого синтеза юшстсрных структур и кластерных материалов в конденсированных средах.
Цель работы: исследование процесса синтеза кластеров, кластерных структур и материалов методами селективной лазерной фотохимии и получению новой информации об изучаемых объектах.
Конкретно рассматривались следующие вопросы:
-
Кинетика процесса восстановления ионов золота в растворах резонансным лазерным излучением.
-
Селективность лазерного воздействия на ионы золота в многокомпонентных растворах.
-
Синтез кластерных структур резонансным лазерным излучением.
Научная новизна результатов, полученных в данной работе состоит в следующем:
-
Представлены результаты систематических исследований по восстановлению ионов золота резонансным лазерным юлучением в кислотной среде и измерены величины квантовых выходов процесса фотовосстановления. Показано, что кинетика процесса восстановления определяется природой редокс-реагентов, посторонними примесями в растворе.
-
Исследован процесс селективного восстановления ионов золота при резонансном лазерном облучении. Измеренный коэффициент селективности
процесса восстановления золота в растворе, содержащим ионы палладия, благородного металла с близкими физико-химическими свойствами, составил величину S = 31 ± 3.
3) Представлены результаты систематических исследований по лазерному синтезу кластеров и кластерных структур, связанного с энергетическими характеристиками лазерного излучения и природой реагентов-восстановителей.
Методами электронной микроскопии установлено влияние подложки на формирование конфигураций кластерных структур. Обнаружены новые формы кластерных образований в виде геометрических фигур правильной формы (треугольники, параллелепипеды, шестиугольники, цилиндры).
Практическая значимость работы. Данные о параметрах процесса селективного восстановления ионов золота в кислотных растворах и синтезе кластерных структур и материалов резонансным лазерным излучением могут быть использованы:
1) при синтезе кластерных структур для целей биотехнологии и медицины;
2)при разработке технологий изготовления катализаторов для химических процессов;
3)при разработке технологий извлечения золота из сложных растворов.
Кроме того, полученные результаты по восстановлению ионов металлов лазерным излучением носят достаточно общий характер и могут быть использованы при создании технологий очистки растворов от экологически вредных примесей.
На защиту выносятся следующие основные положения.
-
Новые данные по скорое іям процессов фотовосстановления ионов золота резонансным лазерным излучением в присутствии различных органических редокс-реагентов.
-
Реализацию процесса селективного восстановления ионов золота резонансным лазерным излучением в комплексном растворе.
-
Обнаруженный процесс окисления коллоидного золота радикальными комплексами, полученными при резонансном облучении органического ре-докс-реагента.
-
Новые данные о размерах и конфигурациях кластеров и кластерных структур золота синтезированных резонансным лазерным излучением.
Апробация работы: Результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях:
-
Международная конференция "Экология городов" Родос. 1998 г
-
XVI Международная конференция по когерентной и нелинейной оптике. Москва. 1998 г.
Публикации. Основные материалы диссертации содержатся в 7 публикациях.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы (54 наименований). Полный объем диссертации составляет 118 страниц, в том числе 19 рисунков и 3 таблицы.
Похожие диссертации на Синтез кластерных структур резонансным лазерным излучением при восстановлении ионов золота в растворе
