Б.В.Романовский*, А.Л.Кустов*, В.Г.Кесслер**
* Кафедра физической химии, Химический факультет МГУ, Москва, Россия
**Химический факультет, Шведский университет сельхознаук, Уппсала, Швеция

В последние годы ультрадисперсные металлы и их сплавы, а также халькогениды металлов, имеющие размеры частиц хотя бы в одном измерении до 100 нм, привлекают внимание исследователей как перспективные функциональные материалы очень широкого спектра применения. По своим физическим и химическим свойствам, которые существенным образом зависят от их размеров, наночастицы резко отличаются как от изолированных атомов и молекул, так и от объемных тел. Квантовые эффекты, возникающие за счет сверхмалых размеров частиц, представляют не только значительный теоретический, но и практический интерес для создания различных оптоэлектронных устройств и магнитных материалов. В каталитических реакциях металлические и оксидные нанокластеры обнаруживают свойства, характерные для высокоактивных и селективных молекулярных катализаторов, а также фотокатализаторов.

Одна из главных проблем, возникающая при синтезе наносистем - это их термодинамическая неустойчивость, которая связана с большим избытком поверхностной свободной энергии высокодисперсных фаз, что при кинетически благоприятных условиях приводит к необратимой агрегации нанокластеров и потере ими своих уникальных свойств. В связи с этим в последние годы получило развитие новое направление, связанное с созданием нанокомпозитных материалов, в которых ультрадисперсные частицы-"гости" образуются in-situ в адсорбционных пространствах пористых неорганических матриц, где размер и морфология кластеров определяются текстурой "хозяина", а возможность агрегации в крупные частицы сведена к минимуму или вовсе отсутствует.

В этом отношении микро- и мезопористые молекулярные сита, которые имеют высокоорганизованную систему каналов и полостей строго одинакового для данного структурного типа размера, направленно варьируемого от 0,3 до 30 нм, представляют собой почти идеальные матрицы для in-situ образования и стабилизации наночастиц. Высокая термическая и химическая устойчивость этих матриц позволяет получать материалы, которые могут эффективно функционировать в неблагоприятных условиях - при повышенных температурах и в агрессивных средах. Основная проблема в получении нанокомпозитных систем на основе молекулярно-ситовых матриц состоит в выборе подходящих соединений-предшественников (прекурсоров), удовлетворяющих целому ряду жестких требований, а также оптимизации условий их превращения в наноразмерные частицы металла или оксида, которые обеспечивали бы высокую их дисперсность и стабильность.

В настоящем докладе обобщены наиболее существенные результаты, полученные за последние несколько лет в Московском университете и Шведском университете сельхознаук и направленные на разработку новых in-situ методов получения оксидных нанокомпозитов на основе молекулярных сит при использовании в качестве прекурсоров гомо- и гетерометаллических полиядерных комплексов переходных металлов (Cu, Ni, Fe, Ru, Co, Re, Mo, Ti) с органическими лигандами, исследование физико-химических свойств полученных материалов различными методами, а также оценены перспективы их практического применения как активных и селективных катализаторов парциального и полного окисления органических и неорганических соединений.