Автореферат (1149298)
Текст из файла
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиНОСОВА Дарья АлексеевнаВЛИЯНИЕ АГРЕГАЦИИ НА СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИПРОИЗВОДНЫХ БЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ01.04.07 – физика конденсированного состоянияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукСанкт-Петербург2018Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университетеНаучный руководитель:Цыганенко Алексей Алексеевич, доктор физ.-мат.наук, профессор, профессор кафедры общей физики 2Санкт-Петербургского государственного университетаОфициальные оппоненты:ЯстребовСергейГурьевич,докторфизикоматематических наук, ведущий научный сотрудниклабораториифотоэлектрическихявленийвполупроводниках ФГБУН Физико-технический институтим.
А.Ф. Иоффе РАН (г. Санкт-Петербург)Маслов Владимир Григорьевич, доктор физикоматематических наук, профессор ФГАОУ ВО «СанктПетербургскийнациональныйисследовательскийуниверситет информационных технологий, механики иоптики» (г. Санкт-Петербург)Ведущая организация:Федеральныйнаучно-исследовательский«Кристаллография и фотоника» РАН (г. Москва)центрЗащита состоится «__» ______ 2018 года в ______ на заседании диссертационногосовета Д.
212.232.33 по защите диссертаций на соискание учёной степени кандидатанаук,насоисканиеучёнойстепенидокторанаукприСанкт-Петербургскомгосударственном университете по адресу: 198504, г. Санкт-Петербург, ул. Ульяновская,д.1, малый конференц-зал.С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. М. ГорькогоСанкт-Петербургского государственного университета по адресу: 199034, СанктПетербург, Университетская наб. 7/9. Диссертация и автореферат размещены на сайте:disser.spbu.ru.Автореферат разослан «___» __________ 2018 года.Ученый секретарьдиссертационного совета Д.212.232.33,кандидат физ.-мат. наук, доцентПоляничко А.М.3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследования.
Производные бензойной кислоты широкоприменяют в различных сферах деятельности человека от пищевой и химическойпромышленности до медицины и фармакологии, а также при производстве светодиоднойи лазерной техники.Удобство применения производных бензойной кислоты в вышеперечисленныхобластях обусловлено наличием у них специфических свойств. В результате образованияводородных связей они образуют димеры и более сложные агрегаты. Димеризацияи дальнейшая агрегация исследуемых соединений может приводить к значительномуизменению фотофизических свойств.В некоторых органических соединениях наблюдается такое аномальное явление,как агрегатно-индуцированная люминесценция, при котором свободно вращающиесягруппы органических люминофоров фиксируются без образования эксимеров, чтоуменьшаетвероятностьтушенияиприводитктому,чтоэффективностьфотолюминесценции в твёрдом состоянии становится выше, чем в растворе, в отличиеот большинства органических соединений, где интенсивность в растворах выше.Отдельный интерес вызывает влияние агрегации на процессы переноса энергиив примесных кристаллах исследуемых кислот в тех случаях, когда исследуемыесоединения внедряются в матрицы слабо люминесцирующих молекул.Вдиссертациипредставленырезультатыисследованиятрёхпроизводныхбензойной кислоты: N-фенилантраниловой, мефенамовой и нифлумовой кислот.Исследованияпроводилисьтремяразличнымиметодами:люминесцентнойспектроскопии; ИК-спектроскопии и методами квантовой химии.
Были изученыспектральные свойства исследуемых кислот в растворах, в виде примесей в кристаллахи напыленных в вакууме плёнок. Показано, как меняются спектральные свойстваданных соединений при димеризации, введении в кристаллическую матрицу иформировании кристаллической фазы. Результаты, представленные в диссертации,согласуются с данными, имеющимися в научной литературе по представленной вдиссертации тематике.Цели и задачи. Основной целью диссертационного исследования было:определить,какстепеньагрегациивлияетнаN-фенилантраниловой, мефенамовой и нифлумовой кислот.спектральныесвойства4Для реализации этой цели в процессе работы были поставлены следующиезадачи:исследоватьИК-спектрырастворовинапылённыхплёнокN-фенилантраниловой, мефенамовой и нифлумовой кислот; исследовать спектрылюминесценции,возбуждениялюминесценциирастворовикристалловN-фенилантраниловой, мефенамовой и нифлумовой кислот; исследовать спектрылюминесценции и возбуждения люминесценции примесных кристаллов различныхматриц с примесями этих соединений; произвести квантово-химические расчёты пооптимизации геометрии их мономеров и димеров, рассчитать положение энергетическихHOMO и LUMO уровней, УФ-спектры поглощения, ИК-спектры мономеров и димеровисследуемых кислот.Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые:полученыспектрально-люминесцентныехарактеристикирастворовN-фенилантраниловой, мефенамовой и нифлумовой кислот в дихлорметане, хлороформеи четырёххлористом углероде в широком диапазоне концентраций;изученазависимостьИК-спектроврастворовисследуемыхсоединенийвчетырёххлористом углероде от температуры, обнаружено формирование димеров иопределена энтальпия димеризации;установлена сенсибилизированная люминесценция в примесных кристаллах, привнедрениипримесейисследуемыхсоединенийвматрицыальфабромкамфары,2-аминобензотиазолы, бензойной кислоты, гексаметилбензола, 2, 3-дихлормалеиновогоангидрида и парадибромбензола;получены ИК-спектры напылённых плёнок N-фенилантраниловой, мефенамовой инифлумовой кислот и изучены их изменения при кристаллизации.Научная и практическая значимость работы.
Накопление новых данных овлиянии димеризации и последующей агрегации N-фенилантраниловой, мефенамовой инифлумовой кислот на их спектральные свойства позволяет расширить представления оприродефотофизическихсенсибилизированнаяполученнойновойпроцессов,такихлюминесценция.информацииимееткакПониманиеагрегатно-индуцированнаявозможностипрактическуюзначимость,ипримененияпосколькуиспользование подобных систем предполагается в качестве флуоресцентных датчиков,биологических зондов (для белка, ДНК, РНК, сахара, фосфолипида и т. д.), маркеров5иммуноанализа, мультистимулирующих наноматериалов и активных слоёв приизготовлении органических светоизлучающих диодов.Основные положения, выносимые на защиту.1.
Информацию о переходе исследуемых соединений из аморфного в кристаллическоесостояние позволяет получить разработанный метод регистрации ИК-спектровплёнок, напылённых на охлаждённую подложку.2. Агрегатно-индуцированная люминесценция N-фенилантраниловой, мефенамовой инифлумовой кислот в кристаллическом состоянии (в том числе и в примесномкристалле) возникает в результате образования межмолекулярных водородных связейи ассоциации этих молекул.3. Увеличение интенсивности спектров люминесценции и возбуждения люминесценциирастворовN-фенилантраниловой,мефенамовойинифлумовойкислотприповышении концентрации растворов является следствием агрегации кислот, а такжевлиянием рассеяния.Личныйвкладавторазаключаетсяванализелитературныхданных,приготовлении образцов, проведении и обработке результатов спектральных измерений,подготовке материалов публикаций и выступлении на конференциях.Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 2 статьи в рецензируемыхнаучных журналах из перечня ВАК и 6 тезисов докладов конференций.Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы былипредставлены на всероссийских и международных конференциях:1. XI International conference «Atomic and Molecular Pulsed Lasers», 16—20 сентября 2013г., Томск, Россия.2.
International student Conference «Science and Progress», 10—14 ноября 2014 г., СанктПетербург, Россия.3. 5-ая Международная конференция «Фотохимия полупроводников (SemiconductorPhotochemistry), SP5», 27—31 июля 2015 г., Санкт-Петербург, Россия.4. The 4th International Symposium «MOLECULAR PHOTONICS» dedicatedtoacademician A.N. Terenin, 21—24 июля 2016 г., Санкт-Петербург, Россия.5. 21-th International Conference on photochemical conversion and storage of solar energy,25—29 июля 2016 г., Санкт-Петербург, Россия.66.
Молодежный научный форум «Open Science 2016» на базе ФГБУ «Петербургскийинститут ядерной физики им. Б.П. Константинова» НИЦ «Курчатовский институт»,16—18 ноября 2016 года, г. Гатчина Ленинградской области.Структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 138 страницах исодержит 86 рисунков, 7 таблиц, 10 схем и 139 источников литературы. Структураизложения включает введение, литературный обзор (глава 1), методику и техникуэксперимента (глава 2), обсуждение результатов (главы 3, 4, 5), заключение и списоклитературы.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИВо ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность темы диссертационной работы,сформулированы её цели и задачи, положения, выносимые на защиту, научная новизна ипрактическая значимость работы.ГЛАВА 1 разделена на шесть разделов, включающие в себя литературные сведенияо влиянии димеризации и агрегации органических кислот на их спектральные свойства,также представлены основные характеристики исследуемых соединений.
В первомразделе изложены основные сведения о димеризации и ассоциации карбоновых кислот,находящихся в растворённом состоянии. Второй раздел посвящён влиянию растворителяна электронные спектры органических соединений, а также эффекту «активации»флуоресценции полярным растворителем. Третий раздел посвящён теории переносаэнергииэлектронноговозбуждения:рассмотренымеханизмыпротеканиямежмолекулярного переноса энергии; сенсибилизированная люминесценция; переносэнергии в примесных кристаллах. Четвертый раздел содержит описание явленияагрегатно-индуцированной люминесценции. Пятый раздел представляют собой обзорлитературы об особенностях ИК-спектров карбоновых кислот: рассмотрены валентныеколебания OH и С=О карбоксильной группы; описаны различные аспекты влияниядимеризации на ИК-спектры; рассмотрен ряд работ, в которых приведены данные овеличине энтальпии димеризации бензойной кислоты и её производных. Шестой разделпосвящёнописаниюструктурных испектральных характеристик исследуемыхсоединений.ГЛАВА2представляетсобойизложениеэкспериментальныхметодов,применяемых в работе.
Глава разделена на четыре раздела. Первый раздел посвящёнописанию физических свойств исходных соединений: кристаллических матриц,7растворителей. Второй раздел описывает методику приготовления образцов: растворовразной концентрации и примесных кристаллов. Третий раздел посвящён рассмотрениюметодики проведения спектрометрических измерений: описаны приборы, используемыев работе для регистрации спектров; приведены данные о выборе геометрии проведенияэкспериментовлюминесценции;порегистрацииописанаспектровразработаннаялюминесценцииметодикаивозбуждениярегистрацииИК-спектровнапылённых на охлаждённую подложку плёнок; приведены алгоритмы проводимыхквантово-химических расчётов.ГЛАВА 3 посвящена изучению ИК-спектров растворов исследуемых кислот вчетырёххлористом углероде (CCl4) и напылённых плёнок.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
