Logo
Logo
Відділ фізико-неорганічної хімії
  • Головна
  • Відділ фізико-неорганічної хімії

Відділ фізичної хімії координаційних сполук

Завідувач відділу – МАНОРИК Петро Андрійович

Доктор хімічних наук, старший науковий співробітник

Проспект Науки, 31 м. Київ 03039 Україна

Інститут фізичної хімії ім.Л.В.Писаржевського НАН України

тел./факс:+38 (044)525-66-64

e-mail: lizam@volyacable.com

Відділ фізичної хімії координаційних сполук було створено в 1961 р. в Інституті загальної та неорганічної хімії ім.В.І.Вернадського АН УРСР академіком АН УРСР К.Б.Яцимирським. З 1969 р. очолюваний ним відділ переведено до Інституту фізичної хімії ім.Л.В.Писаржевського АН УРСР. З 1985 по 1996 рр. його очолював д.х.н. О.П.Філіппов. З моменту заснування відділу його роботи були присвячені дослідженню впливу різних чинників на електронну і просторову будову, стійкість та реакційну здатність різних класів координаційних сполук d- і f-металів, розробці та використанню кінетичних методів в хімічному аналізі, дослідженню кінетики і механізмів швидких реакцій. З початку 70-х років у відділі розгорнуто систематичні роботи в галузі біонеорганічної хімії, присвячені синтезу та дослідженню складу, будови, різних фізико-хімічних характеристик біокоординаційних сполук з різними класами біолігандів (амінокислоти, пептиди, нуклеотиди,білки, ДНК) та макроциклічних сполук, дослідженню їх біологічної активності, кінетики та механізмів реакцій за їх участю, сполук, що зв`язують молекулярний азот, кисень, коливальних реакцій, стабілізації незвичних ступенів окиснення 3d-металів тощо. Основні результати цих робіт узагальнені більш як в 20 монографіях. З початку 90-х років відділ розпочав дослідження фізико-хімічних характеристик гетерогенних систем, утворених комплексами, та композиційних матеріали на їх основі, вивчення гетерофазних реакцій за їх участю, розробки п`єзорезонансних сенсорів на екологічно важливі малі молекули та неруйнівних методів контролю герметичності.

Основні напрямки досліджень

– Молекулярний дизайн різнолігандних, гомо- та гетерополіядерних координаційних сполук, дослідження їх будови та фізико-хімічних властивостей, розробка шляхів використання їх як компонентів чутливих покриттів оптичних та п’єзоелектричних сенсорів, прекурсорів для одержання мезопористих (ТiO2, SiO2), нанокомпозитів та плівок.

– Дослідження пористості та сорбційних властивостей металоорганічних каркасів на основі макроциклічних комплексів перехідних металів, ароматичних карбоксилатів та поліоксометалатів.

– Синтез та дослідження композитів, що містять функціоналізовані ліганди або координаційні сполуки, дослідження кінетики та механізму гетерогенних реакцій за їх участю

– Синтез дисперсних пористих матеріалів (ТiO2, SiO2) різної морфології, впорядкованих плівкових мезопористих нанокомпозитів та дослідження їх сорбційних, каталітичних та фото каталітичних властивостей.

Найважливіші результати за останні роки

–  Одержано нові різнолігандні комплекси Co, Ni, Cu, Zn з похідними піридину різної будови та встановлено, що вони проявляють високу селективність до ароматичних вуглеводнів в присутності аліфатичних в процесах гетерофазної взаємодії з парами цих аналітів, яка залежить від складу та будови комплексів і структури аналітів.

r1

Чутливість покриттів на основі комплексів CoPPP4Cl2, NiPPP4Cl2, ZnPPP2Cl2 до парів вуглеводнів при 20 С та SEM зображення поверхні електрода ПКР без покриття та з чутливим покриттям.

– Розроблено методики формування чутливих та селективних до ароматичних аналітів покриттів на основі цих комплексів та їх композитів з TiO2, SiO2 на поверхні електродів п’єзокварцевих резонаторів

– Розроблено технологію одержання термічно стабільного нанокристалічного  мезопористого діоксиду титану (анатазу) у  вигляді сферичних однорідних за  морфологією частинок, розміром 1÷4 мкм, діаметром мезопор 5÷11 нм, питомою поверхнею 120÷155 м2/г, об’ємом пор 0,3÷0,46 см3/г. Одержані матеріали є перспективними для використання як елементів паливних комірок, іон-літієвих батарей, фотокаталізаторів.

r3

Однорідні мезопористі (dпор = 5÷11 нм ,   Sпит =120÷155 м2/г , Vпор  = 0,3÷0,46 см3/г ) мікросфери ТіО2 (анатазу)

– Встановлено, що при відновленні солей Ag, Au протеїнами Fuzarium Oxisporum, утворюються монодисперсні сферичні наночасточки Ag, Au, стабільні в золь-гель процесах формування нанокомпозитів ТіО2/M в умовах термо- та ультразвукової обробки. На їх основі розроблені плівкоутворюючі композиції для формування шарів фотокаталізаторів для ефективного очищення довкілля від шкідливих органічних сполук.

r4

r8

Спектри ППР термообробленого (при 373-673 К) нанокомпозиту ТіО2/Ag та SEM зображення нанокомпозитної плівки ТіО2/Ag

– Розроблено малогабаритний пристрій на основі регульованих магнітних фіксаторів для аварійного блокування витоків екологічно небезпечних речовин зі сталевих цистерн або інших резервуарів.

r5

Пристрій для блокування витоків речовин з порожнистих конструкцій

– Отримано нові пористі кристалічні матеріали на основі координаційних полімерів та іонних сполук, розміри каналів в яких змінюються від 0,5 до 1,6 нм з об’ємом порожнин до 45% від об’єму елементарних комірок і питомою поверхнею до 600 м2/г. Показано, що деякі з цих матеріалів є селективними сорбентами низки полярних молекул, що їх сорбційна ємність в розрахунку на формульну одиницю досягає 40 молекул адсорбату.

r6

Візуалізація порожнин в кристалічній ґратці координаційного полімеру [Ni(mc)(dphdc)]n

Встановлено, що сполукам такого типу притаманні відновлювальні властивості по відношенню до катіонів благородних металів (Ag, Au, Pd),  які дозволяють одержувати композитні матеріали з нанокластерами металів, локалізованими на поверхні кристалітів відновника.

r7

  ТЕМ зображення композиту Ag@[(CuL)3(PMo12O40)2]

 Наукові зв´язки

  • Проф. В. Аріон (V. Arion), Інститут неорганічної хімії, Віденський університет (Австрія)
  • Доктор С. Шова (S.Shova), Інституту макромолекулярної хімії “Petru Poni” (Румунія)
  • Проф. П. Комба (Р. Comba), Інститут неорганічної хімії, університет м. Гайдельберг (ФРН)
  • Проф. Ф. Лайтфут (Ph. Lightfoot) хімічний факультет, університет м. Сент-Ендрюс (Великобританія)

Наукові співробітники відділу

Список найвагоміших наукових праць

1. Gavrish S.P., Lampeka Ya.D., Lightfoot P., Arion V.B., Keppler B.K., Woźniak K. Solid state structural variations in copper(II) complexes of open-chain and macrocyclic malonamide-derived ligands / Cryst. Growth Des., 2012, 12(9), 4388–4396 https://dx.doi.org/10.1021/cg300554r

2. Lampeka Ya.D., Tsymbal L.V., Barna A.V., Shuĺga Yu.L., Shova S., Arion V.B. Catenation control in the two-dimensional coordination polymers based on tritopic carboxylate linkers and azamacrocyclic nickel(II) complexes / Dalton Trans. 2012, 41(14), 4118–4125 https://dx.doi.org/10.1021/cg300554r

3. Tsymbal L.V., Lampeka Ya.D., Boyko V.I., Kalchenko V.I., Shishkina S.V., Shishkin O.V. A ladder-type coordination polymer constructed from two macrocyclic units – calix[4]arene tetracarboxylate and azamacrocyclic nickel(II) complex / CrystEngComm., 2014, 16(18), 3707–3711 https://doi.org/10.1039/C3CE42279H

4. Лампека Я.Д., Цымбал Л.В. Нанокомпозиты двумерных дихалькогенидов молибдена и вольфрама с частицами металлов: получение, свойства и перспективы применения / Теор. эксперим. химия, 2015, 51(3), 133-155

5. Stroyuk AL, Ermokhina NI, Korzhak AV, Andryushina NS, Kozyt- skiy AV, Manorik PA, Ilyin VG, Puziy AM, Sapsai VI, Shcherbatyuk NN Photocatalytic and photoelectrochemical char-acteristics of mesoporous titanium dioxide microspheres. Theor Exp Chem 2015, 51(3):183–190. https://doi.org/10.1007/s11237-015-9414-x

6. Gavrish S.P., Lampeka Ya.D., Lightfoot P. Metal-dependent structural variations and the peculiarities of hydrogen-bonded networks in the highly hydrated copper(II), nickel(II), and palladium(II) complexes of bis-dioxocyclam / Cryst. Growth Des., 2015, 15(4), 2024–2032 https://dx.doi.org/10.1021/acs.cgd.5b00217

7.  Лампека Я.Д., Цымбал Л.В. Получение, строение и функциональные свойства нанокомпозитов MoS2 и WS2 с неорганическими халькогенидными полупроводниками (обзор) / Теор. эксперим. химия, 2017, 53(4) 201–222

8.  Stroyuk OL, Ermokhina NI, Korzhak GV, Andryushina NS, Shvalagin VV, Kozytskiy AV, Manoryk PA, Barakov RY, Kuchmiy SY, Shcherbatyuk M, Sapsay VI, Puziy AM Photocatalytic and photoelectrochemical properties of hierarchical mesoporous TiO2 microspheres produced using a crown template. J Photo- chem Photobiol A Chem 2017, 334:26–35. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2016.10.039.

9. Ermokhina NI, Shvalagin VV, Romanovska NI, Sydorova NA, Manoryk PA, Barakov RY, Shcherbatyuk MM, Klymchuk DO, Puziy AM Photocatalytic activity of mesoporous titanium dioxide stabilized with lanthanum in the gas-phase oxidation of ethanol. Theor Exp Chem 2018, 53(6):395–401. https://doi.org/10. 1007/s11237-018-9537-y

10. Gavrish S. P., Lampeka Ya. D., Babak M. V., Arion V. B. Palladium complexes of N,N′-bis(2-aminoethyl)oxamide (H2L): structural (PdIIL, PdII2L2, and PdIVLCl2), electrochemical, dynamic 1H NMR and cytotoxicity studies / Inorg. Chem., 2018, 57(3), 1288–1297 https://dx.doi.org/10.1021/acs.inorgchem.7b02732

11. Shvalagin V, Ermokhina N, Romanovska N, Barakov R, ManorikP, Sapsay V, Shcherbakov S, Poddubnaya O, Puziy A Mesoporous TiO2 microspheres with improved efficiency for photooxidation of volatile organic compounds. Res Chem Intermed 2019, 45(8):4133–4148. https://doi.org/10.1007/s11164-019-03896-z

12. Gavrish S.P., Shova S., Cazacu M., Lampeka Ya. D. A 2D coordination polymer assembled from a nickel(II) tetraazamacrocyclic cation and 4,4′-(dimethylsilanediyl)diphthalate(3-) linker / Acta Crystallogr. Sect. C, 2020, C76(5), 419–426 https://dx.doi.org/10.1107/S2053229620005008

13. N. I. Ermokhina, V. V. Shvalagin, N. I. Romanovska, P. A. Manoryk, R. Yu. Barakov, M. O. Kompanets, V. I. Sapsay, D. O. Klymchuk, A. M. Puziy. Synthesis and characterization of diferent binary and ternary phasemixtures of mesoporous nanocrystalline titanium dioxide. SN Applied Sciences 2021, 3:491 | https://doi.org/10.1007/s42452-021-04474-y

14. Tsymbal L.V., Rodik R.V., Danylyuk O., Suwinska K., Lipkowski J., Kalchenko V. I., Lampeka Ya. D. Supramolecular interactions in the heteroarylimine-substituted calix[4]arenes: the formation of cyclic dodecanuclear palladium aggregates / Supramol. Chem., 2021 https://dx.doi.org/10.1080/10610278.2021.1944632

15. Tsymbal L.V., Andriichuk I.L., Shova S., Trzybiński D., Woźniak K., Arion V.B., Lampeka Ya D. Coordination polymers of the macrocyclic nickel(II) and copper(II) complexes with isomeric benzenedicarboxylates: the case of spatial complementarity between the bis-macrocyclic complexes and o-phthalate / Cryst. Growth Des., 2021, 21(4), 2355–2370 https://dx.doi.org/10.1021/acs.cgd.1c00011

 Науково-технічні розробки відділу

1. Магнітні п’єзокварцові мікротерези

Сконструйовано магнітні п’єзокварцові мікротерези – пристрій для дослідження методом п’єзокварцового мікрозважування в неоднорідному магнітному полі магнітних властивостей тонких шарів або плівок магнітних матеріалів, маса яких не більше за 10-6 -10-7 г, та хімічних процесів за їх участю.

2. П’єзоелектричні сенсори на амоніак та матеріали для сорбційно-чутливих покриттів

3. П’єзоелектричні сенсори на пари води та матеріали для сорбційно-чутливих покриттів

4. П’єзоелектричні сенсори на пари толуолу та матеріали для сорбційно-чутливих покриттів

5. Універсальні засоби швидкої аварійної герметизації локально ушкоджених стінок сталевих резервуарів і трубопроводів , що перебувають під надлишковим тиском  екологічно небезпечних  продуктів. 

  • Інститут фізичної хімії ім. Л.В.Писаржевського НАН України.
    © Всі права захищено