Новости

13 Марта, 2019 17:49

Найден экологически безопасный способ получить соединения германия

Источник: Индикатор
Химики разработали экологически безопасный способ «разборки» полимера диоксида германия. Благодаря этому они получили стабильные и безопасные соединения германия, необходимые для разработки молекулярных машин, катализаторов и источников тока. Работа проходила в рамках проекта, поддерживаемого грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда, а ее результаты опубликованы в журнале Dalton Transactions.
Источник: PxHere

Кремний и германий для промышленности получают из оксидов. Однако извлекать эти элементы в чистом виде сложно, поскольку в оксидах атомы элементов плотно упакованы. Чтобы «разобрать» руду и «вытащить» оттуда германий и кремний, нужно применять технологии, в которых используются очень ядовитые галогениды. Поэтому полученные в ходе этой «разборки» соединения опасны и нестабильны при хранении, а без них получить чистые кремний и германий невозможно.

Авторы новой работы решили найти экологически безопасный способ «разобрать» руду. Для этого они использовали органические соединения катехолы. Структурная формула этих соединений представляет собой бензольное кольцо с «клешнями» в виде ОН, которые могут легко вступать в реакцию. Такое строение позволяет веществам химически «переварить» даже песок. Они содержатся, например, в зеленом чае и даже в человеке, так как гормон адреналин входит в группу катехолов.

«Мы хотели получить в результате "разборки" полимера экологически безопасное органическое производное германия, способное восстанавливаться электрохимически — это ключ к его превращению в практически полезные соединения, — рассказывает один из авторов исследования, старший научный сотрудник Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН Михаил Сыроешкин. — Для этого мало создать органическое производное с катехолом, надо, чтобы в продукте были части, которые стаскивали бы электронное "одеяло" с атома германия и делали его открытым для реагентов, которые превратят его в полезные соединения. Поэтому мы дополнительно наполнили продукт электронодефицитными производными пиридина — слабого основания, которое представляет собой шестичленный гетероцикл с одним атомом азота».


Картинка: рентгеноструктурный анализ получившихся соединений. Источник: Михаил Сыроешкин

Новый подход позволяет получить очень стабильные и безопасные при хранении соединения. Молекулы по строению напоминают колесо ветряной мельницы, где атом германия выступает осью, которую приводят в движение две молекулы катехола и две — производных пиридина. Полученные соединения могут заменить хлорид германия, который сегодня используют в разных областях — от получения новых наноматериалов для источников тока до молекулярных машин.

«Несмотря на достаточно амбициозные задачи проекта, результат вышел еще более широким по своим перспективам, поскольку мы без использования галогенов получили органические производные, в которых германий максимально активирован для самых разных направлений последующей его переработки», — заключил ученый.

Работа проходила в сотрудничестве с учеными из Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова (Москва), Южного федерального университета (Ростов-на-Дону) и Университета Ренна во Франции.

18 Февраля, 2020
В поисках баланса: российские химики разработали улучшенное таблетированное топливо для АЭС
Исследователи из Института химии Дальневосточного отделения Российской академии наук и Дальневосточн...
17 Февраля, 2020
Ученые придумали новый способ расчета распространения радиоволн
Исследователи из Калининграда совместно с коллегами из Иркутска, Ростова-на-Дону и Исландии разраб...