Изучение электронной микроскопии и ик-спектрального анализа фиталоцианина меди

АННОТАЦИЯ

Молекулярную структуру фталоцианинов металлов изучали с помощью сканирующей электронной микроскопии MIRA 2 LMU, оснащенной энергодисперсионной системой микроанализа INCA Energy 350 фталоцианина меди, и анализировали ИК-спектральный анализ.

ABSTRACT

The molecular structure of metal phthalocyanines was studied using MIRA 2 LMU scanning electron microscopy equipped with an energy dispersive microanalysis system INCA Energy 350 copper phthalocyanine, and IR spectral analysis was analyzed.

Ключевые слова: Медь, пигмент, дисперсия энергии, микроанализ, растровый электронный микроскоп, молярная абсорбционная способность, мочевина, фталевый ангидрид, катализатор, температура.

Keywords: Copper, pigment, energy dispersion, microanalysis, scanning electron microscope, molar absorption capacity, urea, phthalic anhydride, catalyst, temperature.

Введение. Красители широко использовались в различных областях с древних времен. В настоящее время объем работ в строительной отрасли в мире и в нашей стране стремительно растет, что в свою очередь приводит к резкому увеличению спроса на лакокрасочные материалы. В настоящее время в мире используются органические красители, полученные из «красящих растений», небольшое количество животных организмов, а также минеральные красители, в основном, для окрашивания текстиля, кожи, меха, бумаги, дерева и других предметов. В настоящее время цена красителей, особенно органических красителей, очень высока. Поэтому создание новых типов фталоцианиновых красителей является одной из важных научно-технических задач, так как в последние годы нехватка сырья привела к сокращению производства лакокрасочных материалов на ряде предприятий. Соединения, чьи уникальные физико-химические свойства были изучены, заняли многие отрасли современной науки. Свойство пигмента и красителя обусловлено его очень большой молярной поглощающей способностью, даже небольшое ее количество дает очень насыщенные цвета. Сегодня органические красители не производятся в нашей стране и, в основном, импортируются из других стран. В то же время организация производства этих красителей в стране позволит, во-первых, сократить импорт красителей, а во-вторых, повысить и улучшить свойства органических красителей, наиболее подходящих для окрашивания хлопковой целлюлозы, полиакрилонитрила, шелка и шерсти. В мире краски имеют большое значение в различных областях с древних времен.

Фталоцианиновые красители вызвали интерес у людей благодаря их яркости, блеску, высокой интенсивности и образованию различных оттенков цвета. Было обнаружено, что фталоцианиновые красители используются в различных областях благодаря ряду полезных свойств.
Успех фталоцианиновых красителей в современной рыночной экономике зависит от трех факторов. Во-первых, способность придавать красивый глянцевый цвет варьируется от синего до зеленого. Во-вторых, необычайная химическая стабильность (например, присутствие фталоцианина меди, не разлагаемый сублимат при 580 ° C и способность плавиться без разложения в концентрированной серной кислоте). В-третьих, устойчивость к свету. Сочетание таких преимуществ практически отсутствует в других типах красок [1-2].

Молекулы фталоцианина реагируют с брикетами разных металлов с образованием устойчивых комплексов разного цвета. Комплексы, полученные в результате реакции, широко используются в качестве красителей и пигментов. Этот тип наиболее популярен среди сложных красок. Фталоцианиновый синий пигментный комплекс металлов фталоцианаты являются продуктами этого основного промышленного синтеза.

Стабильный цвет и высокая прочность характерны для синтетических фталоцианинов. При синтезе синтетических фталоцианиновых красителей процесс реакции следует проводить с осторожностью, так как они незначительно меняются в ходе реакции, состояние частичного воздействия наблюдается в боковых цепях. Молекулы фталоцианина образуют ароматическую систему, стабилизированную резонансом многих структур во всех случаях благодаря сильным кольцам [3-4]. Производство этого типа новых фталоцианиновых пигментов в Узбекистане на основе местного сырья является одним из наиболее актуальных вопросов для лакокрасочной промышленности и экономики страны. Пигменты красителя, содержащие фталоцианин, который мы синтезируем, основаны на фталевом ангидриде, мочевине, соли меди, и реакция проводится в присутствии катализатора. Синтезированные красящие пигменты отличаются от других пигментов своими различными свойствами. Эти пигменты обладают высокой термостойкостью, устойчивостью к солнечному свету, а также чрезвычайно высокой интенсивностью свойств, что расширяет область их применения.

Синтез пигментов проводился в основном с использованием энергосберегающих методов в процессе синтеза.

Рисунок 1. Голубой пигмент фталоцианина меди увеличивается в 200 раз на сканирующем электронном микроскопе

Рисунок 2.Голубой пигмент фталоцианина меди увеличивается в 500 раз на сканирующем электронном микроскопе

Синтезированные свежие пигменты фталоцианиновой меди были исследованы с помощью сканирующей электронной микроскопии MIRA 2 LMU, оснащенной системой энергодисперсионного микроанализа INCA Energy 350. Емкость микроскопа составляет 1 нм, чувствительность детектора энергии INCA - 133 эВ / 10 мм2, что позволяет проводить анализ элементов от бериллия до плутония.

Анализы на сканирующем электронном микроскопе проводились в высоком вакууме. Микроанализ химических элементов пигментов проводился в том же устройстве и изучался в областях с ускоряющим напряжением 20 кэВ и током 1 нА. В этом исследовании изображения электронного сканера были получены при увеличении в 500 и 200 раз с ускорением 30 кэВ, а также при 0,66 и 1,663 мкм видимого поля.

Когда мы изучили ИК-спектр полученного фталоцианина меди, мы увидели следующий результат.

Рисунок 3. ИК-спектр фталоцианина меди

Были сделаны ИК-спектральные анализы полученных красителей. Присутствие ароматической группы бензольного кольца обнаруживается по полосам поглощения 3047 и 1600-1500см^-1. Характер замещения -C=N групп определяется по сильному поглощению в области ниже 900см^-1. Бензольное кольцо определяется при полосах поглощения 1400-1600 см^-1, а иногда встреча­ется и при полосах поглощения 2000-1600см^-1. Полосы в области 1225-950 см^-1 имеют второстепенное значение. На рис. 3 видны сильные полосы неплоских деформационных колебаний для =CH- групп. Полосы в области 770-722 см^-1 характеризуют ортобензольное кольцо и -C=N группы в полосах поглощения в области   1690-1640 см^-1 до 880 см^-1.

Список литературы:

1. Гордон П., Грегори П. Органическая химия красителей: пер. с англ. М.: Мир, 1987. 344 с.
2. Степанов Б.И. Введение в химию и технологию красителей. М.: Химия, 1984. 590 с.
3. Шапошников Г.П., Кулинич В.П., Майзлиш В.Е. Модифицированные фталоцианины и их структурные аналоги / под ред. О.И. Койфмана. М.: КРАСАНД, 2012. 480 с.
4. Зуев К. В., Смрчек В. А., Федосеева М. С., Колдаева Т. Ю., Перевалов В.П. Влияние химической модификации поверхности фталоцианинового пигмента на его свойства // Химическая промышленность сегодня. 2015.
5. Файзиев.Ж.Б, Джалилов.А.Т, Тиллаев. А.Т. Таркибида металл тутган янги фталоцианин пигментини тадқиқ қилиш.2019.
6. Файзиев.Ж.Б, Бекназаров.Х.С,Джалилов.А.Т. Синтез и свойства фталоцанина меди. Москва 2020.