ИСТИНА

Аэрогель представляет собой высокопористый материал с большой удельной поверхностью и низкой плотностью. В последние годы аэрогели привлекают все большее внимание благодаря своим исключительным свойствам и их существующему и потенциальному применению в самых разных научно-технологических областях. Они используются в качестве тепло- и звукоизолирующих материалов в аэрокосмическом и строительном секторах, в создании высокоактивных каталитических систем, систем транспортировки ракетного топлива, хранения газов, ядерных отходов [1,2,3]. Среди органических аэрогелей одними из наиболее значимых являются аэрогели на основе резорцина и его производных и формальдегида. Данная работа описывает один из возможных подходов к модификации резорцин- формальдегидных аэрогелей путем введения металлорганических фрагментов, что позволит значительно расширить области применения органических аэрогелей, например, в качестве катализаторов. Высокая удельная поверхность и открытая пористая система аэрогеля позволит использовать полученные катализаторы для процессов, протекающих в газовой фазе или среде сверхкритических флюидов. В качестве модельных металлоорганических соединений был выбраны производные ферроцена - выбраны ферроценилметанол и 1-ферроценилэтанол в виду их относительно высокой реакционной способности, легкости получения, термической и фотохимической стабильности [4,5]. Получение модифицированных производными ферроцена аэрогелей осуществляли при использовании классической методической версии кислотно- катализируемого синтеза, применяемого для формальдегид-резорциновых аэрогелей. В рамках этой версии реакционная смесь обогащалась нами одним из указанных ферроценовых прекурсоров с постепенным повышением концентраций последних. Первые материалы с различным содержанием ферроценилметанола в реакционной смеси были получены с использованием в качестве растворителя этанола, который является одним из основных растворителей для получения не модифицированных резорцин-формальдегидных аэрогелей. Образцы аэрогелей были подробно охарактеризованы методами инфракрасной спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, рентгеноструктурного анализа, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, мессбауэровской спектроскопии, методом адсорбции азота, атомноабсорционной спектроскопии. В результате данных исследований было установлено, что максимально возможное содержание железа, которое можно ввести таким обзазом составляет 4,95% по массе, что в пересчете на содержание ферроценовых фрагментов дает 16,49% по массе в конечном аэрогеле. По данным мессбауэровской спектроскопии все образцы синтезированных аэрогелей содержат атомы железа исключительно в форме ферроценовых сэндвичей одновременно и в неокисленном Fe II – состоянии, и в виде ферроцениевого Fe III -катиона. Соотношения этих форм во всех образцах сходны и примерно равны ~ 7 : 3. Таким образом, нами была доказана принципиальная возможность модификации органического аэрогеля на этапах гелеобразования металлорганическими фрагментами [6]. Принципиальный прорыв на пути увеличения содержание ферроценовых фрагментов в формальдегид-резорциновых аэрогелях был осуществлен намим при изменении метода синтеза за счет смены ключевого растворителя, используемого на стадии формирования геля, на диоксан. Гелеобразование протекает значительно быстрее и при очень широком варьировании соотношения реагентов. Все возможности этого нового метода приведены в докладе. Достигнутое сегодня максимальное содержание ферроцена в аэрогелях составляет 54,3% по массе. Подробное обсуждение физико- химических данных и полученных результатов будет представлено в докладе.