ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ, 2020, том 90, № 10, с. 1627-1633

УДК 544.23:544.478

НАНЕСЕННЫЕ ПЛАТИНОВЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ

РЕАКЦИИ ГИДРОСИЛИЛИРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ

2D-УГЛЕРОДНЫХ СТРУКТУР

А. А. Возняковский^c, Г. А. Николаев^a

^aНаучно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С. В. Лебедева,

ул. Гапсальская 1, Санкт-Петербург, 198035 Россия

^bСанкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет),

Санкт-Петербург, 190013 Россия

^cФизико-технический институт имени А. Ф. Иоффе Российской академии наук, Санкт-Петербург, 194021 Россия

*e-mail: voznap@mail.ru

Поступило в Редакцию 9 июня 2020 г.

После доработки 9 июня 2020 г.

Принято к печати 19 июня 2020 г.

Карбонизацией биополимеров в условиях самораспространяющегося высокотемпературного синтеза

(на примере крахмала) получены 2D-углеродные структуры. Методами электронной микроскопии,

Раман-спектроскопии, дифрактометрии установлено, что структура полученных частиц соответствует

графеновым нанопластинам. Анализ данных Раман-спектроскопии позволяет оценить среднее число

слоев графена в частице графеновых нанопластин, равное 2-5. Полученные графеновые нанопластины

были использованы в качестве носителя платинового катализатора (катализатора Спайера). Нанесенный

катализатор был успешно применен в реакции гидросилилирования 1-гексена метилдихлорсиланом.

При этом нанесенный катализатор может быть отделен от продуктов реакции и использован повторно.

Установлено, что каталитическая активность полученного нанесенного катализатора сохранятся в те-

чение 4 месяцев.

Ключевые слова: биополимеры, деструкция, самоорганизация, наночастицы, катализаторы, реакция

гидросилилирования

DOI: 10.31857/S0044460X20100169

Реакция гидросилилирования играет важ-

кую стоимость платиновых катализаторов, отка-

ную роль при формировании сшитых материалов

заться от их использования до настоящего време-

(резин) на основе кремнийорганических поли-

ни не представляется возможным, поэтому многие

меров. Например, при формировании изделий,

исследовательские группы изучают возможность

получаемых литьем под давлением, герметиков,

повышения эффективности, снижения стоимости

покрытий [1, 2]. Этот процесс включает реакцию

и их повторного использования. Так, установле-

между сшивающим агентом и концевыми виниль-

но, что использование нанесенных катализаторов

ными группами полисилоксана в присутствии ка-

позволяет увеличить активную поверхность ката-

тализатора, как правило, платинового [3].

лизатора, экономит дорогостоящие вещества (Pt,

В общем случае, сшивка макроцепей по реак-

Pd), предотвращает рекристаллизацию и спекание

ции гидросилилирования может быть использова-

активного компонента при высоких температурах,

на для получения кремнийорганических полимер-

удлиняет срок работы катализатора, а в ряде слу-

ных материалов на основе любых полисилоксанов

чаев стабилизирует его в определенной химиче-

и сополимеров на их основе. Несмотря на высо-

ской форме [4, 5].

1627

1628

ВОЗНЯКОВСКИЙ и др.

Следует отметить, что в настоящее время нане-

использован в качестве подложки для нанесенных

сенный катализатор рассматривают не только как

металлов-катализаторов [14, 15]. Тем не менее, не-

аддитивную систему инертная подложка - актив-

смотря на достигнутые положительные результа-

ное вещество, но и учитывают возможное влияние

ты, применение графена в качестве подложки для

структуры подложки на протекание реакции ги-

нанесенных катализаторов до настоящего времени

дросилилирования. В частности, на примере вза-

не вошло в реальную синтетическую практику.

имодействия трихлорсилана с ацетиленом было

Можно предположить, что в первую очередь

показано, что платина, нанесённая на γ-Al₂O₃,

это связано с недостаточной производительностью

имеющую кубическую структуру, намного актив-

современных методов получения 2D-графеновых

нее платины, нанесенной на α-Al₂O₃, имеющую

структур. Анализ доступной нам литературы пока-

гексагональную структуру. При этом активность

зал, что, несмотря на различные подходы, практи-

катализатора, нанесенного на Al₂O₃, заметно пре-

чески все используемые методики получения гра-

вышает активность катализатора, нанесенного на

фена основываются на эксфолиации графеновых

древесный уголь. В свою очередь, платина, нане-

листов из природного графита - использование

сенная на поверхность высокодисперсного CaCO₃,

метода Хаммерса и его позднейших модификаций

полностью теряет каталитическую активность

[16]. Естественно, что в последнее время делаются

попытки найти замену методу Хаммерса с целью

[6-8].

предложить более производительные и экологи-

Исходя из сказанного, характеристики катали-

чески безопасные методики синтеза графеновых

затора в нанесенном виде по удельно-каталитиче-

структур [17].

ской активности могут заметно отличаться от ис-

Целью настоящей работы явилось создание до-

ходных [9, 10]. Следует также учитывать, что при

ступной методики синтеза 2D-углеродных струк-

равной массовой доле активной (платиновой) ком-

тур, отвечающих современным вызовам создания

поненты нанесенного катализатора лучшие пока-

нанесенных катализаторов, и демонстрация воз-

затели реакции гидросилилирования достигаются

можности их использования в реакциях гидроси-

при условии его нанесения на как можно большее

лилирования.

число частиц вещества носителя. Иначе говоря,

При поиске путей достижения поставленной

при использовании большего количества нане-

цели мы исходили из того, что простейшим эле-

сенного катализатора с минимально возможным

ментом структуры графена является шестиатом-

содержанием платины на частице носителя, чем

ный цикл атомов углерода¹. Поиск источника таких

меньшего количества нанесенного катализатора с

циклов, а также методики инициирования их са-

большей концентрацией платины [11]. С учетом

моорганизации позволило бы получать 2D-струк-

вышеизложенного, наиболее полно требованиям

туры в необходимом масштабе. С этой точки зре-

обеспечения высокой эффективности нанесенных

ния, приемлемым источником нативных циклов

катализаторов при проведении реакции гидроси-

являются природные полимеры - полисахариды.

лилирования может отвечать использование в ка-

Определенным аналогом синтеза 2D-углеродных

честве подложки нанодисперсных материалов.

структур из продуктов деструкции органических

В последние десятилетия для практического

веществ является детонационный синтез наноу-

применения в качестве носителя стали доступны

глеродов. В условиях детонационного синтеза из

аллотропные формы наноуглерода (фуллерены,

продуктов взрывного разложения смеси цикличе-

нанотрубки, детонационные наноалмазы), что от-

ских органических веществ (тринитротолуола и

крыло новые возможности для увеличения эффек-

циклотриметилентринитрамина) и последующих

тивности использования нанесенных катализато-

процессов самоорганизации формируются кри-

ров [12, 13].

сталлы высокодисперсного алмаза - 3D-углерод-

Пионерские работы Нобелевских лауреатов

ные наноструктуры [18].

А. Гейма и К. Новоселова по получению и изу-

¹ Отметим, что по определению IUPAC под термином графен

чению графена мотивировали многие исследова-

подразумевают единичный лист графита толщиной в один

тельские группы на поиск возможных областей

атом. Два и более слоев графена обозначают как много-

его применения. В частности, графен был успешно

слойный графен (few layer graphene, graphene nanoplatelets).

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 10 2020

НАНЕСЕННЫЕ ПЛАТИНОВЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ

1629

Рис. 1. Дифрактограмма образца, синтезированного

методом самораспространяющегося высокотемпера-

Рис. 2. Рамановский спектр порошка карбонизирован-

турного синтеза из крахмала.

ного крахмала в разных точках образца.

В качестве базового метода синтеза выбрали

ограничений. Также в случае самораспространя-

карбонизацию биополимеров в условиях процесса

ющегося высокотемпературного синтеза нет необ-

самораспространяющегося высокотемпературно-

ходимости постоянного подвода энергии от внеш-

го синтеза [19]. Химические реакции в условиях

них источников. Кроме того, имеется возможность

процесса самораспространяющегося высокотем-

проведения синтеза в любой атмосфере или в ва-

пературного синтеза протекают по специфиче-

кууме, что позволяет получать конечный продукт с

скому механизму неизотермических разветвлен-

заранее заданными свойствами.

но-цепных процессов, для которых характерно

Полученный карбонизацией крахмала в про-

совместное действие двух принципиально раз-

цессе самораспространяющегося высокотемпера-

ных ускоряющих процесс факторов - лавинного

турного синтеза материал представлял собой су-

размножения активных промежуточных частиц и

хой черный порошок.

саморазогрева. Разветвленно-цепное воспламене-

ние, в отличие от теплового, вызвано лавинным

Следует отметить, что широко применяемые

размножением активных промежуточных продук-

для карбонизации крахмала методы, такие как ги-

тов - свободных атомов, радикалов и иногда также

дротермальный синтез или пиролиз, приводят к

возбужденных частиц - в их быстрых реакциях с

образованию сферических структур [23, 24]. Од-

исходными реагентами и между собой [20]. Фи-

нако синтезированный материал представляет со-

зически самораспространяющийся высокотем-

бой пластинчатые малослойные структуры. Для

пературный синтез представляет собой процесс

изучения фазового состава материала, он был ис-

перемещения волны сильной экзотермической ре-

следован методом рентгеновской дифрактометрии.

акции по смеси реагентов (окислителя и восстано-

Дифрактограмма порошка карбонизированного

вителя), в котором тепловыделение локализовано

крахмала (рис. 1) демонстрирует наличие (002)

в слое и передается от слоя к слою путем тепло-

дифракционного пика (гало) при 2θ =23.76° и (10)

передачи. Типичными характеристиками процесса

дифракционного пика при 2θ = 42.74°. Следует от-

самораспространяющегося высокотемпературно-

метить отсутствие на дифрактограмме узкого вы-

го синтеза являются: скорость распространения

сокоинтенсивного пика графита при 26°, а также

фронта пламени 0.1-20 см/с; максимальная тем-

пика при 10°, характерного для оксида графена

пература горения 2300-3800 K; скорость нагрева

[25, 26]. В то же время полученная дифрактограм-

вещества в волне 103-106 град/с. Для проведения

самораспространяющегося высокотемпературно-

ма хорошо соответствует таковым, представлен-

го синтеза не требуется уникальное аппаратурное

ным в литературе для графеновых нанопластин

оформление, нет принципиальных масштабных

(графеновые нанопластины) [27].

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 10 2020

1630

ВОЗНЯКОВСКИЙ и др.

превышает 5. Таким образом, по совокупности по-

лученных экспериментальных данных можно обо-

снованно сделать вывод, что примененный нами

метод карбонизации крахмала позволяет получить

2D-углеродные (графеновые) структуры, а именно

графеновые нанопластины.

Поверхностные свойства синтезированных

графеновые нанопластины были исследованы

методом рентгеновской фотоэлектронной спек-

троскопии (XPS) (рис. 3). Разложение полученно-

го XPS-спектра демонстрирует sp²-пик (284.9 эВ

[31]). Также в спектре присутствуют пики COH-

групп

(286.4 эВ

[32]), а также COOH-групп

(288.9 эВ [33]), что соответствует группам на кон-

цах графеновых листов.

Рис. 3. XPS-Cпектр графеновых нанопластин синтези-

рованных методом самораспространяющегося высоко-

Полученный на основе графеновых нанопла-

температурного синтеза.

стин нанесенный катализатор (Pt/GNP) был ис-

следован методом энергодисперсионной рент-

Для уточнения структуры синтезированного

геновской спектроскопии, результаты которого

материала были проведены исследования методом

представлены в таблице. По данным элементного

просвечивающей электронной микроскопии. Со-

анализа можно заключить, что в среднем содержа-

гласно полученным данным, исследуемые струк-

ние платины в Pt/GNP составляет 16.08 мас%.

туры имеют типичную для графеновых нанопла-

стин гексагональную структуру.

Естественно ожидать, что свойства графеновых

материалов зависят от конкретной методики их

Для уточнения качества полученных графено-

получения. Соответственно, возможность исполь-

вых нанопластин были получены Раман-спектры

зования нашего материала в качестве подложки

(рис. 2). Спектр, представленный на рис. 2, являет-

нанесенных катализаторов требовала эксперимен-

ся типичным для 2D-графеновых структур. В них

тальной проверки.

регистрируются полосы, соответствующие модам

В качестве модельного катализатора был вы-

кластеров sp²-углеродной фазы, так называемые,

бран катализатор Спайера. Хотя катализатор

D(A_1g) и G(E_2g) моды при ~1373 и ~1600 см^-1 со-

Спайера был разработан еще в 1957 г., он до сих

ответственно. G-Полоса обусловлена валентными

пор является одним из самых эффективных метал-

колебаниями связей углерод-углерод, в то вре-

локомплексных катализаторов процесса гидроси-

мя как D-полоса связана с дефектами структуры

лилирования и не потерял своей актуальности до

графена [28]. Отношение Id/Ig составляет 0.93. В

настоящего времени (см., например, [34]).

работах [29, 30] показано, что по форме 2D-пика

в Раман-спектре можно определить количество

Для тестирования была выбрана хорошо из-

слоев в графеновой пачке. Исходя из полученного

вестная реакция гидросилилирования неразвет-

спектра можно утверждать, что количество гра-

вленного терминального олефина (в нашем слу-

феновых слоев в синтезированном материале не

чае, 1-гексен) метилдихлорсиланом [35, 36]. Для

проведения реакции в ампулу загружали смесь

Данные элементного анализа катализатора Pt/GNP

реагентов в эквимольном соотношении. Катализа-

Содержание

тор Pt/GNP добавляли из расчета (0.5-1) г/атом Pt

Элемент

мас%

ат%

на моль реагента. Ампулу с полученной реакци-

74.48

90.15

онной массой продували сухим аргоном и запаи-

9.21

8.50

вали. Для инициации процесса ампулу нагревали

0.23

0.09

до 60°С в течение 10 мин. После прогрева ампу-

16.08

1.26

лу оставляли на 5 ч при комнатной температуре,

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 10 2020

НАНЕСЕННЫЕ ПЛАТИНОВЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ

1631

затем вскрывали. Катализатор отделяли центри-

фии продукта карбонизации крахмала получены на

фугированием, целевой продукт анализировали

просвечивающем электронном микроскопе Zeiss

методом газо-жидкостной хроматографии. Пока-

Libra 200FE (50 эВ). Исследования методом энер-

зано, что гидросилилирование идет практически с

годисперсионной рентгеновской спектроскопии

количественной конверсией, непрореагировавшие

(SEM-EDX) проводили на сканирующем электрон-

реагенты зафиксированы лишь в следовых количе-

нном микроскопе TESCAN Mira-3M, оснащенном

ствах.

EDX приставкой Oxford Instruments X-max. Иссле-

дования методом рентгеновской дифрактометрии

Таким образом, применение полученного ге-

проводили на дифрактометре Shimadzu XRD 7000

терофазного катализатора Pt/GNP для выбранной

в диапазоне углов 2θ = 10-100° с шагом 0.02° и

системы полностью воспроизводит результаты

экспозицией в точке 1 с. Раман-спектры снимали

реакции гидросилилирования с использованием

на приборе Horiba Yobin Yvon LabRam HR 800, ла-

катализатора Спайера в условиях гомофазного ка-

зер 532 нм, дифракционная решетка 1800 штрихов

тализа.

на мм, микрораман (микроскоп, увеличение 20×).

Особый интерес представляла возможность

Измерения методом рентгеновской фотоэлектрон-

повторного использования катализатора. С этой

ной спектроскопии (XPS) проводили на приборе

целью, выделенный из продуктов реакции центри-

Thermo Scientific K-alpha device. Газовая хрома-

фугированием и промытый толуолом катализатор

тография выполнена на хроматографе Clarus 500

Pt/GNP использовался для последующих синтезов.

PerkinElmer, температура колонки - 145°С, темпе-

Всего было проведено четыре аналогичных синте-

ратура детектора - 250°С, температура испарителя

за с интервалом в один месяц. Проведенные экс-

- 250°С, газ-носитель - гелий, скорость газа-носи-

перименты показали, что полученный нанесенный

теля - 30 мл/мин.

катализатор Спайера сохраняет свою активность и

Карбонизация. Крахмал и азотнокислый ам-

стабильность в процессе гидросилилирования при

моний в соотношении 2:1 [21], перемешивали в

многократном использовании в течение длитель-

устройстве типа «пьяная бочка» до получения

ного времени.

однородной смеси. Полученную смесь помещали

Таким образом, установлено, что полученный

в термостойкий сосуд и нагревали со скоростью

карбонизацией крахмала в условиях процесса

20-30 град/мин до температуры 180-200°С. О

самораспространяющегося высокотемпературно-

прохождении реакции судили по началу и оконча-

го синтеза карбонизированный продукт представ-

нию процесса интенсивного газовыделения. По-

ляет из себя графеновые нанопластины. Платино-

сле начала интенсивного газовыделения обогрев

вый катализатор Спайера, нанесенный на частицы

отключали, реакция продолжалась в автономном

графеновых нанопластин, обладает высокой ката-

режиме. Полученный продукт последовательно

литической активностью, способностью к регене-

промывали горячей дистиллированной водой и

рации и стабильностью параметров при длитель-

изопропанолом, сушили в вентилируемом термо-

ном хранении.

стате 2 ч при 80°С. Высушенный продукт хранили

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

в герметично закрытой таре.

Использовали крахмал и нитрат аммония про-

Выбор катализатора. В качестве модели ис-

изводства Sigma Aldrich. Обработку взвесей уль-

пользовали катализатор Спайера (0.1 М. раствор

тразвуком проводили в УЗ ванне Сапфир при

гексагидрата платинохлористоводородной кисло-

мощности 50 Вт (22 кГц). Для повторного исполь-

ты в изопропаноле) [22], который получали рас-

зования нанесенный катализатор отделяли от про-

творением 0.45 г H₂PtCl₆·6H₂O (1.09×10^-3 моль) в

100 см³ изопропанола. Концентрация полученного

дуктов реакции центрифугированием (центрифуга

раствора составляла ~1.1×10^-2моль/дм³.

SIGMA 6-16, 8000 об/мин). Электронные микро-

фотографии нанесенного катализатора и продук-

Получение нанесенного катализатора. На-

та карбонизации крахмала получены с помощью

веску графеновые нанопластины массой 2.4 г при

растрового электронного микроскопа Supra55VP

постоянном перемешивании вводили в круглодон-

(Carl Zeiss, Zeiss AG). Электронные микрофотогра-

ную колбу с 100 см³ свежеприготовленного ката-

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 10 2020

1632

ВОЗНЯКОВСКИЙ и др.

лизатора Спайера. Полученную взвесь последо-

Faria J.L., Figueiredo J.L. // J. Catalysis. 2002.

вательно дегазировали от растворенного воздуха

Vol. 209. P. 355. doi 10.1006/jcat.2002.3637

11. Wagner G.H Pat. 2637738 (1953). USA.

и озвучивали в течение 15 мин. Далее полученная

12. Nanocarbon And Its Composites: Preparation, Prop-

суспензия выдерживалась под вакуумом водо-

erties And Applications / Eds A. Khan, M. Jawaid,

струйного насоса при 40°С до полного удаления

A.M. Asiri. Duxford: Woodhead Publishing, 2018.

изопропилового спирта. Масса извлеченного из

13. Ismagilov Z.R., Kerzhentsev M.A., Shikina N.V., Lisi-

колбы сухого черного порошка Pt/GNP составила

tsyn A.S., Okhlopkova L.B., Barnakov Ch.N., Sakashi-

2.8 г.

ta M., Iijima T., Tadokoro K. // Catalysis Today. 2005.

БЛАГОДАРНОСТЬ

Vol. 102-103. P. 58. doi 10.1016/j.cattod.2005.02.007

14. Lonkar S.P, Abdala A.A. // J. Thermodyn. Catal. 2014.

Авторы выражают благодарность Н.К. Сквор-

Vol. 5. N 2. P. 132. doi 10.4172/2157-7544.1000132

цову (Санкт-Петербургский государственный тех-

15. Huang C., Li C., Shi G. // Energy Environ. Sci. 2012.

нологический институт) за полезную дискуссию

Vol. 5. P. 8848. doi 10.1039/C2EE22238H

при обсуждении результатов процесса гидросили-

16. Елецкий А.В., Искандарова И.М., Книжник А.А.,

лирования.

Красиков Д.Н. // Усп. физ. наук. 2011. Т. 181. № 3.

C. 233; Eletskii A.V., Iskandarova I.M., Knizhnik A.A.,

ФОНДОВАЯ ПОДДЕРЖКА

Krasikov D.N. // Physics Uspekhi. 2011. Vol. 54. N 3.

P. 227. doi 10.3367/UFNr.0181.201103a.0233

Работа выполнена в рамках государственных

17. Gao Y., Shi W., Wang W., Wang Y., Zhao Y., Lei Z.,

тематических исследований Физико-техниче-

Miao R. // Ind. Eng. Chem. Res. 2014. Vol. 53. P. 2839.

ского института им. А.Ф. Иоффе (тема № 0040-

doi 10.1021/ie402889s

2014-0013, А.А. Возняковский) при финансовой

18. Волков К.В., Даниленко В.В., Елин В.И. // Физика

поддержке Российского фонда фундаментальных

горения и взрыва. 1990. Т. 26. № 3. С. 123.

исследований (грант № 18-29-24129мк, А.П. Воз-

19. Мержанов А.Г. Твердопламенное горение. Черного-

няковский, А.Ю. Неверовская).

ловка: ИСМАН, 2000.

20. Азатян В.В. // Усп. хим. 1999. Т. 68. № 12. С. 1122.

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

21. Савкин Д.И., Щучкин М.Н., Возняковский А.П.,

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

Шаманин В.В. Пат. 2516542 (2012). РФ.

интересов.

22. Speier J.L., Hook D.E. Pat. 2823218 (1958). USА.

23. Zhaoa M., Li B., Cai J.-X., Liu Ch., McAdam K.G.,

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Zhang K. // Fuel Processing Technology. 2016.

1. Lewis L.N., Wengrovious J.H., Burnell T.B., Rich J.D. //

Vol. 153. P. 43. doi 10.1016/j.fuproc.2016.08.002

Chem. Mater. 1997. Vol. 9. P. 761. doi 10.1021/

24. Xue Zh., Chen P., He L. // Int. J. Mater. Res. 2015.

cm960465h

Vol. 106. N 11. P. 1196. doi 10.31 V.10639/146.111295

2. Batch G.L., Macosko C.W., Kemp D.N. // Rubber

25. Vongsetskul T. Prakulpawong P., Sirisomboon P.,

Chem. Technol. 1991. Vol. 64. N 2. P. 218. doi

Tantirungrotechai J., Surasit C., Tangboriboonrat P. //

10.5254/1.3538554

Thermal Sci. 2017. Vol. 21. N 5. P. 2227. doi 10.2298/

3. Noll W. Chemistry and technology of silicones. London:

TSCI150312199V

Academic Press Inc., 1968.

26. Siburian R., Sihotang H., Lumban Raja S., Supeno M.,

4. Wei Z., Hou Y., Yang Y., Liu Y. // Curr. Org. Chem. 2016.

Simanjuntak C. // Orient. J. Chem. 2018. Vol. 34.

Vol. 20. N 20. P. 2055. doi 10.1038/srep15664

N 1. P. 182. doi 10.13005/ojc/340120

5. Стайлз Э.Б. Носители и нанесенные катализаторы.

27. Johra F.T., Lee J.W., Jung W.-G. // J. Indust. Eng.

Теория и практика М.: Химия, 1991.

Chem. 2014. Vol. 20. N 5. P. 2883. doi 10.1016/j.

6. Wagner G.H. Pat. 2637738 (1953). USA.

jiec.2013.11.022

7. Wagner G.H., Whitehead W.J. Pat. 2851473 (1958).

28. Ferrari A.C. // Solid State Commun. 2007. Vol. 143.

USA.

P. 47. doi 10.1016/j.ssc.2007.03.052

8. Pougel E., Tonnar J., Lucas P., Lacroix-Desmazes P.,

29. Obraztsova E.A. // Phys. Stat. Sol. (B). 2008. Vol. 245.

Ganachaud F., Boutevin B. // Chem. Rev. 2010.

N 10. P. 2055. doi 10.1002/pssb.200879657

Vol. 110. P. 1233. doi 10.1021/cr8001998

30. Ferrari A.C. // Phys. Rev. Lett. 2006. Vol. 97. N 18.

9. Eremin D.B., Ananikov V.P. // Coord. Chem. Rev. 2017.

Р. 187401. doi 10.1103/PhysRevLett.97.187401

Vol. 346. P. 2. doi 10.1016/j.ccr.2016.12.021

31. Wang H // J. Colloid Interface Sci. 2007. Vol. 316. N 2.

10. Fraga M.A., Jordao E., Mendes M.J., Freitas M.M.A.,

P. 277. doi 10.1016/j.jcis.2007.07.075

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 10 2020

НАНЕСЕННЫЕ ПЛАТИНОВЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ

1633

32. Petrov I. // Diamond Relat. Mater. 2007. Vol. 16. N 12.

35. Лукевиц Э.Я., Воронков М.Г. Гидросилилирование,

P. 2098. doi 10.1016/j.diamond.2007.05.013

гидрогермилирование, гидростаннилирование. Рига:

33. Li M. // Carbon. 2008. Vol. 46. N 3. P. 466. doi

Изд. АН Латв. ССР, 1964.

10.1016/j.carbon.2007.12.012

36. Пухнаревич В.Б., Лукевиц Э.Я., Копылова Л.И.,

34. Speler J.L. // Adv. Organometal. Chem. 1979. Vol. 17.

Воронков М.Г. Перспективы гидросилилирования.

P. 407. doi 10.1016/S0065-3055(08)60328-7

Рига: Изд АН Латвии, 1992.

2D-Carbon-Supported Platinum Catalysts

for Hydrosilylation Reactions

A. P. Voznyakovskiia,b,*, A. Yu. Neverovskaya^a, A. V. Kalinin^a,

A. A. Vozniakovskii^c, and G. A. Nikolaev^a

^a S. V. Lebedev Research Institute of Synthetic Rubber, St. Petersburg, 198035 Russia

^b St. Petersburg State Institute of Technology (Technical University), St. Petersburg, 190013 Russia

^c Ioffe Institute of the Russian Academy of Sciences, St. Petersburg, 194021 Russia

*e-mail: voznap@mail.ru

Received June 9, 2020; revised June 9, 2020; accepted June 19, 2020

2D-Carbon structures were obtained by carbonization of biopolymers (starch) under conditions of self-

propagating high-temperature synthesis. By electron microscopy, Raman spectroscopy, and diffractometry data,

structure of the obtained particles corresponds to graphene nanoplates. An analysis of the Raman spectroscopy

data makes it possible to estimate the average number of graphene layers in a particle of graphene nanoplates,

equal to 2-5. The obtained graphene nanoplates were used as a support for a platinum catalyst (Speier catalyst).

The supported catalyst was successfully used in the hydrosilylation of 1-hexene with methyldichlorosilane. In

this case, the supported catalyst can be separated from the reaction products and reused. It was found that the

catalytic activity of the obtained supported catalyst will be retained for 4 months.

Keywords: biopolymers, destruction, self-organization, nanoparticles, catalysts, hydrosilylation reaction

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 10 2020