Анотація до роботи:

Потаскалов В.А. Різнолігандні та багатоядерні комплексні сполуки Со (III) з етаноламінами: синтез, структура та каталітичні властивості. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.01 – неорганічна хімія. Інститут загальної та неорганічної хімії НАН України ім. В.І.Вернадського, Київ, 2007.

Дисертаційна робота присвячена синтезу багатоядерних комплексних сполук кобальту (III) з етаноламінами, встановленню їх складу, особливостей будови, фізико-хімічних властивостей. Синтезовано різнолігандні триетаноламін-гліцинові комплекси кобальту (III), досліджено їх фізико-хімічні властивості та взаємні перетворення. З використанням низки фізико-хімічних методів встановлено будову синтезованих сполук. Методом рентгеноструктурного аналізу досліджено структуру комплексних сполук кобальту (III) з моно-, ді- та триетаноламіном. Встановлено каталітичну активність продуктів піролізу поліядерних гетерометальних етаноламінових комплексів в процесі електровідновлення кисню та сформовано ряди каталітичної активності. Зроблено висновки, про можливість значного поліпшення електрохімічних характеристик графітового матеріалу негативного електроду літій-іонного акумулятора, внаслідок модифікування його поверхні продуктами піролізу поліядерних 2Co-Ni комплексів.

1. Одержано гетерометальні поліядерні комплексні сполуки на основі внутрішньокомплексних сполук кобальту (III) з діетаноламіном та етилендіаміном, а також триетаноламіном при взаємодії з солями 3d-металів (Cu²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺, Cd²⁺). Встановлено, що в залежності від природи металу та умов проведення синтезу утворюються сполуки з різним співвідношенням Со:Ме.

2. Синтезовано різнолігандні триетаноламін-гліцинові сполуки кобальту (III). Досліджено їх фізико-хімічні властивості та взаємні перетворення. Встановлено будову комплексів та зроблено висновок про тридентатну координацію триетаноламіну.

3. Методом рентгеноструктурного аналізу досліджено структуру комплексних сполук кобальту (III) з етаноламінами. Встановлено структуру 1,2,6-(mer)-ізомеру ВКС кобальту (III) з моноетаноламіном. Доведено, що сполука в кристалі існує у двох формах, що пов’язано з різною взаємною орієнтацією хелатних циклів ліганду. Встановлено структуру багатоядерної комплексної сполуки кобальту з діетаноламіном [Co(CoDetm₂)₃(CoСO₃)₃]17H₂O, виявлено цис-координацію атомів азоту координованих молекул діетаноламіну. Встановлено структуру монокристалу ВКС кобальту (III) з триетаноламіном [CoHtetmH₂tetm]6H₂O.

4. Одержано електрокаталізатори відновлення кисню піролізом адсорбованих гетерометальних комплексів кобальту (III) з етаноламінами на вугільному матеріалі. Встановлено, що оптимальною температурою піролізу нанесених комплексів є 600^оС. Активність каталізаторів зростає при зміні природи металу в ряду Сu-Co < Zn-Co < Ni-Co. Встановлено, що Co-Ni комплекси утворюють найбільш ефективні каталізатори, при цьому їх активність залежить від співвідношення Со:Ni і зростає в ряду: {Со³⁺-Ni²⁺}(1:2) < {Со³⁺-Ni²⁺}(1:1) < {Со³⁺-Ni²⁺}(2:1).

5. Вперше встановлено, що продукти піролізу біметальних комплексів 2Co:Ni з етаноламінами виявляють каталітичну дію в реакції електрохімічної інтеркаляції літію в графіт. Показано, що для кожного типу лігандів є своя температура піролізу, яка лежить в інтервалі 500-700^оС. Одержано зразки модифікованих графітів, що дають виграш в питомій ємності до 30 % і мають значно кращу стабільність при тривалому циклуванні, ніж стандартні матеріали. З одержаних результатів випливає, що модифікація графітів продуктами піролізу комплексів може бути рекомендована для виготовлення негативних електродів Li-іонних акумуляторів, особливо у випадках використання в жорстких режимах експлуатації.

Публікації автора:

1. Степаненко О.Н., Потаскалов В.А., Трачевский В.В. Внутрикомплексные соединения кобальта с триэтаноламином // Укр. хим. журн. – 2001. – Т.67, №6. – С. 70-74. (Особистий внесок здобувача: синтез комплексних сполук, дослідження спектральних властивостей, участь в обговоренні результатів та написанні статті.)

2. Степаненко О.Н., Потаскалов В.А., Русанов Э.Б. Полиядерный комплекс кобальта с диэтаноламином // Укр. хим. журн. – 2001. – Т.67, № 9.– С. 9-11. (Особистий внесок здобувача: синтез поліядерного комплексу, дослідження спектральних властивостей, участь в обговоренні результатів рентгеноструктурного аналізу та уточнення структури семиядерного комплексу, написання статті.)

3. Степаненко О.Н., Потаскалов В.А., Трачевский В.В. Разнолигандные комплексы кобальта (ІІІ) с триэтаноламином и аминоуксусной кислотой // Координационная химия. – 2001. – Т.27, №1. – С. 57-63. (Особистий внесок здобувача: синтез різнолігандних комплексних сполук, дослідження спектральних властивостей, визначення констант дисоціації, участь в обговоренні спектрів ЯМР ¹³С та ¹⁴N, написання статті.)

4. Степаненко О.Н., Потаскалов В.А., Потаскалова Н.И. Геометрическая изомерия в комплексах кобальта (III) с диэтаноламином // Укр. хим. журн. – 2003. – Т.69, №2. – С. 78-80. (Особистий внесок здобувача: синтез комплексних сполук, дослідження спектральних властивостей, участь в обговоренні результатів, написання статті.)

5. Потаскалов В.А., Потаскалова Н.И., Лисовская И.В., Пацкова Т.В. Строение внутрикомплексного соединения кобальта (III) с триэтаноламином // Укр. хим. журн. – 2004. – Т.70, №4. – С. 88-90. (Особистий внесок здобувача: розшифровка результатів рентгеноструктурного аналізу, участь в обговоренні результатів, написання статті.)

6. Рейтер Л.Г., Пірський Ю.К., Потаскалов В.А., Прокопчук О.Л., Андрійко О.О., Кублановський В.С. Гетерометалічні етилендіамін-діетаноламінові комплекси та електрокаталітичні властивості продуктів їх піролізу // Наукові вісті НТУУ „КПІ”. – 2004. – №5. – С. 120-126. (Особистий внесок здобувача: синтез поліядерних комплексних сполук, проведення елементного аналізу, вивчення електронних спектрів поглинання розчинів комплексів, участь в обговоренні результатів та написанні статті.)

7. Потаскалов В.А., Рейтер Л.Г., Потаскалова Н.И., Подберезская Н.В., Первухина Н.В., Вировец А.В. Кристаллическая структура и свойства mer- (трис-аминоэтилата) кобальта (III) // Журн. неорган. химии. – 2005.– Т.50, №3. – С. 431-434. (Особистий внесок здобувача: синтез сполук, участь в обговоренні результатів рентгеноструктурного аналізу, написання статті.)

8. Андрийко А.А., Потаскалов В.А., Крюкова Е.А., Рейтер Л.Г., Чмиленко Н.А., Зульфигаров А.О. Модификация углеродных материалов отрицательного электрода литиевых аккумуляторов продуктами пиролиза комплексов 3d-металлов с этаноламинами // Электрохимическая энергетика. – 2005. – Т.5, №3. – С. 169-175. (Особистий внесок здобувача: синтез комплексних сполук, дослідження електрохімічних властивостей вуглецевих матенріалів модифікованих продуктами піролізу поліядерних комплексів, участь в обговоренні результатів та написанні статті.)

9. Пирский Ю.К., Потаскалов В.А., Андрийко А.А., Рейтер Л.Г., Кублановский В.С. Катализаторы электровосстановления молекулярного кислорода на основе биметаллических диэтаноламиновых комплексов кобальта (III) и никеля (II) // Укр. хим. журн. – 2006. – Т.72, №11. – С. 25-29. (Особистий внесок здобувача: синтез поліядерних комплексних сполук, дослідження спектральних властивостей, участь в обговоренні результатів.)

10. Reiter L. G., Potaskalov V. A., Andriiko A. A., Kublanovsky V. S., Pirskiy Yu. K., Chmilenko M. A., Lisin V. I., Chmilenko S. M. Electrochemical activity of carbons modified by d-metal complexes with ethanolamines // NATO Series “New carbon-based materials for electrochemical energy storage systems”. – Springer. Printed in the Netherlands. – 2006. – P. 333-344. (Особистий внесок здобувача: синтез поліядерних комплексних сполук, дослідження електрохімічних властивостей вуглецевого матеріалу модифікованого продуктами піролізу поліядерних комплексів, участь в обговоренні результатів та написанні статті.)

11. Пирский Ю.К., Кублановский В.С., Потаскалов В.А., Андрийко А.А. Гетерополиядерные комплексы кобальт(III)-никель(II) с триэтаноламином как прекурсоры получения оксидных электрокатализаторов восстановления кислорода // Доповіді Національної академії наук України (математика, природознавство, технічні науки). – 2006. – № 11. – С. 152-158. (Особистий внесок здобувача: синтез поліядерних комплексних сполук, дослідження спектральних властивостей, участь в обговоренні результатів.)

12. Степаненко О.Н., Потаскалов В.А. Получение и свойства разнолигандных комплексов кобальта (III) с триэтаноламином и глицином // Тезисы XIV Украинской конференции по неорганической химии. – Киев. – 1996. – С. 62.

13. Степаненко О.М., Потаскалов В.А. Порівняльна характеристика внутрішньокомплексних сполук кобальту з триетаноламіном за данними ІЧ-спектроскопії // Тези доповідей I Всеукраїнської конференції ”Сучасні проблеми неорганічної хімії”. – Київ. – 1999. – С. 89.

14. Степаненко О.М., Потаскалов В.А. Особливості координаціїї діетаноламіну у багатоядерному комплексі кобальту // Тези доповідей XV Української конференції з неорганічної хімії з міжнародною участю. – Київ. – 2001. – С. 115.

15. Reiter L.G., Potaskalov V.A., Andriiko A.A., Kublanovsky V.S., Pirskiy Ju.K., Chmilenko M.A., Lisin V.I., Chmilenko S.M.. Electrochemical activity of carbons modified by d-metal complexes with ethanolamines // Book of Abstracts. NATO-CARWC. Carbon Advanced Research Workshop and Conference. Argonne National Labolatory. USA. – 2003. – Р. 53.

16. Потаскалов В.А., Лисовская И.В., Пацкова Т.В., Потаскалова Н.И. Биядерные комплексы кобальта (III) с триэтаноламином // Тези доповідей ХVI Української конференції з неорганічної хімії (за участю закордонних учених). – Ужгород. – 2004. – С. 41.

17. Потаскалов В.А., Рейтер Л.Г., Потаскалова Н.И., Подберезская Н.В., Первухина Н.В., Вировец А.В. Строение и реакционная способность изомеров mer- (трис-аминоэтилата) кобальта (III) // Тези доповідей ХVI Української конференції з неорганічної хімії (за участю закордонних учених). – Ужгород. – 2004. – С. 44.

18. Андрийко А.А., Потаскалов В.А., Крюкова Е.А., Чмиленко Н.А., Зульфигаров О.C. Модификация углеродных материалов отрицательного электрода литиевых аккумуляторов продуктами пиролиза комплексов 3d-металлов с этаноламинами // Тези доповідей ХVI Української конференції з неорганічної хімії (за участю закордонних учених). – Ужгород. – 2004. – С. 114.

19. Kublanovsky V.S., Pirsky Yu. K., Potaskalov V.A. Polynuclear aminoethylate complexes of 3d transition metals as precursors for oxygen reduction electrocatalysts // Book of Abstracts. 8th International Frumkin Symposium „Kinetics of electrode processes”. – Moscow. – 2005. – Р. 148.

20. Андрийко А.А., Крюкова Е.А., Рейтер Л.Г., Потаскалов В.А., Чмиленко С.Н. Электрокатализ реакции интеркаляции лития в графит продуктами пиролиза полиядерных комплексов Co-Ni с диэтаноламином // Фундаментальные проблемы электрохимической енергетики: Материалы VI Междунар. конф. 5-9 сент. 2005 г.– Саратов: Изд-во Сарат. ун-та. – 2005. – С. 483-486.

21. Pirsky Yu.K., Kublanovsky V.S., Berezovska A.V., Potaskalov V.A. Oxygen reduction electrocatalysts based on polynuclear aminoethylate complexes of 3D metals // Book of Abstracts. 57^th Annual Meetihg of the International Society of Electrochemistry. – Edinburgh, UK. – 2006. – P. 60.

22. Pirsky Yu.K., Kublanovsky V.S., Berezovska A.V., Potaskalov V.A. Aminoethylate complexes of 3d metals as precursors of oxygen electroreduction catalysts // Book of Abstracts. V^th Conference on Cluster`s Chemistry and Polynuclear Compounds Clusters. – Astrakhan. – 2006. – P. 71-72