Μελέτη με φασματοσκοπία Raman του σχηματισμού φωτοπολυμερών στο σύμπλοκο φουλερένιο {Pt(dbdtc)2}·C60 καθώς και της διάσπασής τους κατά τη θερμική κατεργασία
Creators: name: Βέλκος, Γεώργιος Χρήστου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2017
Subjects: Φασματοσκοπία Ραμάν
Φουλερένιο C60
Πολυμερισμός
Raman Spectroscopy
C60 Fullerene
Polymerization

description: Η εξέλιξη των φασμάτων Raman του συμπλόκου φουλερενίου {Pt(dbdtc)2}×C60 κατά την ακτινοβόλησή του με δέσμη laser μήκους κύματος 633 ή 785 nm, χαρακτηρίζεται από σημαντική ελάττωση της έντασης του τρόπου δόνησης Ag(2) του μονομερούς C60. Ταυτόχρονα, στην ίδια συχνοτική περιοχή εμφανίζονται αντίστοιχες κορυφές που αφορούν σε πολυμερείς δομές του C60 (διμερή, γραμμικές αλυσίδες και δισδιάστατα πολυμερή) με κυρίαρχη κορυφή αυτή του διμερούς C60. Η θερμική κατεργασία των πολυμερών οδηγεί στη σταδιακή τους διάσπαση και αποκατάσταση της μονομερούς φάσης. Η αύξηση της θερμοκρασίας επιταχύνει τη διαδικασία της διάσπασης των πολυμερών. Η συμπεριφορά αυτή είναι τυπική των χημικών αντιδράσεων και έχει παρατηρηθεί για τη θερμική διάσπαση όλων των πολυμερών φουλερενίων. Η ενέργεια ενεργοποίησης της αντίδρασης, υπολογίστηκε με βάση τα πειραματικά δεδομένα στα 1.12 eV/molecule. Δηλαδή σημαντικά μικρότερη από αυτή των κρυσταλλικών διμερών και πολυμερών του C60 που προέκυψαν από τη θερμική κατεργασία του φουλερίτη υπό υψηλή πίεση (1.7-1.9 eV/molecule), αλλά σχετικά κοντά σε αυτή του φωτοπολυμερισμένου C60 (1.25 eV/molecule). Η θερμοκρασία που απαιτείται για την ολική διάσπαση των φωτο-ολιγομερών στο {Pt(dbtc)2}C60 υπολογίστηκε στους ~120 oC ενώ η αντίστοιχη για το κρυσταλλικό διμερές του C60 στους ~180 oC ενώ των πολυμερών του στους ~280 οC. Η μικρότερη ευστάθεια αποδίδεται στην παρουσία των οργανομεταλλικών ενώσεων ανάμεσα στα επίπεδα των μορίων C60, η οποία οδηγεί στην αύξηση των αποστάσεων μεταξύ των ίδιων μορίων και την ευκολότερη διάσπαση των ομοιοπολικών διαμοριακών δεσμών
description: The Raman spectra evolution during the radiation with laser beam at 633 or 785 nm, is characterized by significant intensity reduction of the Ag(2) vibrational mode of the C60 monomer. Simultaneously, in the same frequency region, new peaks corresponding to the C60 polymeric structures (linear chains and planar polymers) appear, with the dimers peak being dominant. Polymer thermal treatment results in their gradual decomposition and reestablishment of the monomer phase. Upon temperature increase, the decomposition process becomes faster. This behavior is typical for chemical reactions and it has been observed for the thermal decomposition of all the fullerene polymers. The reaction’s activation energy, or equally the energy barrier for the covalent bonds breaking, was estimated based on the experimental data. The resulting activation energy value is 1.12 eV/molecule, much lower than that in the C60 crystalline dimers and polymers, derived from the fullerite thermal treatment under high pressure (1.7-1.9 eV/molecule), but very close to the corresponding value for the photopolymerized one (1.25 eV/molecule). The temperature for the total decomposition of the {Pt(dbtc)2}∙C60 photo-oligomers is estimated to be ~120 oC, while for the crystalline C60 dimer is ~180 oC and for the polymers ~280 οC. The reduced stability of the fullerene complex can be ascribed to the presence of the organometallic molecules between the C60 planes that increase the intermolecular distances and weaken the covalent bonds