Аннотация результатов, полученных в 2025 году
1. Разработаны методики получения НК ГЦФ Co/Ni/Fe и Ag, Au, Pt. ГЦФ Co/Ni/Fe получали методом химического осаждения в водных растворах. Определены оптимальные условия синтеза золей ГЦФ Co/Ni/Fe. Распределение среднего гидродинамического радиуса коллоидных частиц от состава и соотношения исходных компонентов в реакционной системе имеет не линейный характер. Стабильные золи ГЦФ Со/Ni/Fe получали при мольном соотношении K3[Fe(CN)6] и солей d-элементов, равном 1:1. При данном соотношении в реакционной системе наблюдается незначительный избыток K3[Fe(CN)6], а потенциал образующий слой насыщен [Fe(CN)6]3-. Образцы ГЦФ Со/Ni/Fe, модифицированные Ag, Au, Pt, синтезировали при соотношении K3[Fe(CN)6] и солей d-элементов, равное 1:1. 2. Проведено компьютерное квантово-химическое моделирование НК ГЦФ d-элементов (Co, Ni, Fe) и Ag, Au, Pt. Рассмотрено влияние состава НК ГЦФ Co/Ni/Fe и Ag, Au, Pt на стабильность и энергетическую выгоду формирования молекулярных комплексов с помощью программного обеспечения "QChem". Построены молекулярные структуры в молекулярном редакторе "IQmol". Получены модели участков Fe-C-N-Me-N-C-Fe, где Me- Fe, Ni, Co, и замещенные в данном участке Fe, Ni, Co на Au, Ag, Pt. Получены распределения электронной плотности, модели HOMO и LUMO. Показано, что энергия в случаях использования Fe, Ni, Co ниже, чем при использовании Au, Ag, Pt. Наибольшая химическая жесткость наблюдается в случае использования Ag и Pt, что свидетельствует о стабильности данных структур. 3. Проведено исследование влияния состава и соотношения компонентов на оптические свойства НК ГЦФ Co/Ni/Fe) и Ag, Au, Pt. В спектрах поглощения ГЦФ Co наблюдаются максимумы в диапазонах длин волн 295-302 нм, 393 – 394 нм, 422 – 430 нм, 516 – 523 нм, которые обусловлены переходами между орбиталями локализованными в центральном ионе и переходами между орбиталями ионов комплексообразователя. В спектрах поглощения ГЦФ Ni наблюдаются максимумы в диапазонах длин волн 303-304 нм (перенос заряда лиганд-металл в гексационоферрат (III)-ионе), 408 – 410 нм (широкий пик, обусловленный d-d переходами Ni(II) в комплексном ионе). В спектрах поглощения ГЦФ Fe наблюдаются максимумы в диапазонах длин волн 393 – 394 нм, 696 – 700 нм, которые обусловлены переходами между орбиталями локализованными в центральном ионе и переходами между орбиталями иона комплексообразователя. Анализ спектров поглощения образцов ГЦФ Co, Ni, Fe, модифицированных Ag, Au, Pt, показал, что при концентрациях Ag, Au, Pt от 0,1 до 1 масс. % не происходит изменение количества максимумов и их положения в спектрах поглощения золей ГЦФ d-элементов. Это может быть связано с сорбцией ионов Ag, Au, Pt, в кристаллической структуре ГЦФ d-элементов, которые хорошо поглощают ионы Ag, Au, Pt. При концентрации Ag, Au, Pt, в спектрах поглощения золей ГЦФ Co, Ni, Fe начинают наблюдаться изменения: увеличение интенсивности максимумов поглощения, на длинах волн на которых проявляются эффекты поверхностного плазмонного резонанса НЧ Ag, Au, Pt; изменение положения и количества максимумов характерных для ГЦФ d-элементов. Данные изменения могут быть связаны с сорбцией ионов содержащих Ag, Au, Pt на поверхности коллоидных частиц и образованием НЧ. 4. Проведено исследование элементного состава и микроструктуры полученных образцов ГЦФ Со/Ni/Fe, модифицированных Ag, Au, Pt. Анализ ЭДС-спектров образцов ГЦФ Co/Ni/Fe, модифицированных Ag, Au, Pt показал: 1) Ag идентифицируется в образцах, содержащих 5 масс.% Ag; 2) Au идентифицируется в образцах ГЦФ Сo-Au, содержащих от 0,1 до 5 масс.% Au; 3) Pt идентифицируется только в образцах, содержащих от 0,1 до 5 масс.% Pt. Установлено, что экспериментально определенные концентрации Ag, Au, Pt в КМ отличаются от расчётных. Это может говорить о том, что: 1) часть ионов Ag, Au, Pt сорбируется не на поверхности ГЦФ d-элементов, а входит в его структуру (каналы). ГЦФ d-элементов обладают кристаллической решеткой с диаметром пор от 3,0 до 3,5 А, которые по размеру значительно превышают размер ионов Ag, Au, Pt; 2) часть ионов Ag, Au, Pt расходуется на нейтрализацию избытка ГЦФ К или восстанавливается в объеме раствора и удаляется при отмывке образцов. Анализ СЭМ изображений показал, что образцы ГЦФ Co/Ni/Fe и КМ на основе ГЦФ Co/Ni/Fe, модифицированных Ag, Au, Pt, состоят из агрегатов неправильной формы, образованных более мелкими частицами с размерами от 19 до 70 нм. 5. Проведен анализ фазового состава образов ГЦФ Co/Ni/Fe и КМ на основе ГЦФ Co/Ni/Fe, модифицированных Ag, Au, Pt,. Анализ фазового состава образов ГЦФ Co и КМ на основе ГЦФ Со и Ag, Au, Pt показал, что основной кристаллической фазой является ГЦФ Co с ГЦК (Fm3m), при этом присутствует примесная фаза ГЦФ Co-K с орторомбической кристаллической решеткой (Pmn21). В образцах КМ ГЦФ Co-Ag (5 масс.% Ag), идентифицируются дополнительные фазы ГЦФ Ag с ГЦК (Fm3m) и металлического Ag с ГЦК (Fm3m), что подтверждает данные полученные методом ЭДС. В образцах композиционных материалов ГЦФ Co-Au и ГЦФ Co-Pt фазы металлического Au, Pt не идентифицируются. Анализ фазового состава образов ГЦФ Ni и КМ на основе ГЦФ Ni и Ag, Au, Pt показал, что основной кристаллической фазой является ГЦФ Ni с ГЦК (Fm3m). В образцах композиционных материалов ГЦФ Ni-Ag, ГЦФ Ni-Au и ГЦФ Ni-Pt фазы металлического Ag, Au, Pt не идентифицируются не зависимо от концентрации Ag, Au, Pt. Анализ фазового состава образов ГЦФ Fe и КМ на основе ГЦФ Fe и Ag, Au, Pt показал, что основной кристаллической фазой является ГЦФ Fe с ГЦК (Fm3m), при этом присутствует примесная фаза ГЦФ Fe-K. В образцах композиционного материала ГЦФ Fe-Ag, содержащих 1 и 5 масс.% Ag, идентифицируются дополнительные фазы ГЦФ Ag с ГЦК (Fm3m) и металлического Ag с ГЦК (Fm3m). В образцах КМ ГЦФ Fe-Au и ГЦФ Fe-Pt фазы металлического Au и Pt не идентифицируются не зависимо от концентрации Au, Pt, что может быть связано с низким содержанием Au и Pt в образцах, что подтверждается результатами ЭДС.