Азот криоматрицасынан түзілген этанолдың реконденсаттарының ИҚ-спектроскопиясы. ИК-спектроскопия реконденсатов этанола, образованных из криоматрицы азота

Аннотация

Азот криоматрицасының булануы кезінде түзілген этанолдың реконденсаттарының түзілу процестері мен қасиеттері зерттелінді. Этанол молекулалары азотпен бірлесе конденсациялануы барысында матрицалық-оқшауланған полиагрегаттар түзеді. Бұл димерлер мен мономерлерден құралатын алуан түрлі өлшемдерге ие ұсақдисперсті үлдірдің түзілуіне алып келеді. Егер матрицаны буландырса матрицадағы этанол молекулалары қайта конденсацияланады, бұл этанол молекулаларының реконденсациясы деп аталады. Реконденсацияланған үлгілерге ИҚ-спектрометриялық зерттеулер жүргізілді. Конденсация температурасы – Тс = 16 К. Криоконденсация кезіндегі газ фазасының қысымы – Р = 10-5 Торр. Азоттағы этанолдың концентрациясының өзгеріс диапазоны 0,5-тен 10%-ға дейін. Үлдірлердің қалыңдықтары 1,0 мкм.-ден 30 мкм.-ге дейінгі аралықта болды. Спектрлік өлшеу диапазоны – 400-4200 см-1. Азот криоматрицасындағы матрицалық-оқшауланған этанолдың және этанолдың реконденсаттарының тербелмелі спектрлеріне салыстырмалы талдау жасау нәтижесінде матрицада болған полиагрегаттар және үлдірге қайта конденсацияланған полиагрегаттар да шыны тәрізді күйде болады деген қорытынды жасалынды. Этанолдың шынылану температурасының (97 К) төңірегінде үлдірлерді қыздыру түрлі температураларда жүзеге асатын бірнеше кезеңдерден тұратын ауысуларға әкеліп соқтырады. Қыздыру қисығының мұндай сипаты реконденсаттың ұсақдисперсті құрамымен және полиагрегаттардың шыныға өту температураларының олардың көлемдеріне тәуелділігімен түсіндіріледі. Реконденсаттардың қыздыру қисықтарының сипаты реконденсат элементтерінің көлемдері бойынша белгілі бір топтасулары туралы айтуға түрткі болады. Басқаша айтқанда, реконденсация процесі мен келесі мүмкін болатын коалесценция нәтижесінде берілген шарттар үшін энергетикалық тиімді айтарлықтай үлкен көлемге ие полиагрегаттар түзіледі. Қарастырылып отырған осындай жағдайда үш топтың бар екендігі анықталды, олар өз кезегінде шыныға өту процесіне жүйелі түрде қатысады. Исследованы процессы образования и свойства реконденсатов этанола, образованных из криоматрицы азота при ее испарении. Молекулы этанола в результате соконденсации с азотом образуют матрично-изолированные полиагрегаты. Испарение матрицы при 35 К сопровождается переконденсацией этанола из матрицы на подложку. Это приводит к образованию мелкодисперсной пленки (реконденсата), состоящей из агрегатов различных размеров, включая диметры и мономеры. Проведены ИК-спектрометрические исследования реконденсированных образцов. Температура конденсации Тс = 16 К. Давление газовой фазы в процессе криоосаждения Р = 10–5 Тор. Диапазон концентраций этанола в азоте от 0,5 до 10%. Толщина пленок варьировалась от 1 до 30 мкм. Спектральный диапазон измерений 400–4200 см–1. В результате сравнительного анализа колебательных спектров образцов криоконденсатов этанола, матрично-изолированного этанола в криоматрице азота и реконденсатов этанола сделаны выводы о том, что полиагрегаты, как находившиеся ранее в матрице, так и переконденсированные на подложку, находятся в стеклообразном состоянии. Отогрев пленки вблизи температуры стеклования этанола (97 К) приводит к превращениям, которые осуществляются в несколько этапов при различных температурах. Такой характер кривой отогрева объясняется мелкодисперсным составом реконденсата и зависимостью температуры стеклования полиагрегатов от их размера. Характер кривых отогрева реконденсатов позволяет говорить о некой сгруппированности элементов реконденсатов по размерам. Иными словами, в процессе реконденсации и возможной последующей коалесценции образуются полиагрегаты с преимущественными размерами, энергетически оптимальными для данных условий. В рассмотренном случае можно говорить о существовании трех таких семейств, последовательно участвующих в стеклопреврашениях.