Создание новых пероксидных систем и современных технологий их концентрирования, стабилизации, хранения и доставки.
Равновесия в водно-пероксидных растворах. Синтез, строение и свойства координационных пероксосоединений.
Пероксидсодержащие кристаллы и гели. Синтез, исследование структуры и свойств. Супрамолекулярные структуры с пероксидом водорода.
Наноразмерные пероксиды и пероксидсодержащие наноматериалы.
Разработка методов получения функциональных материалов из пероксидсодержащих прекурсоров.
Приготовление концентрированного (>90 % мас.) и безводного пероксида водорода
Наиболее значимые результаты
Установлено, что в кислых средах пероксид водорода является слабым лигандом по отношению к Ge(IV), Sn(IV), Sb(V), Te(VI) и другим р-элементам и при наличии воды в системе не взаимодействует с ними. Напротив, в основных средах происходит депротонирование пероксида водорода и образование соответствующих пероксо- и гидропероксокомплексов. Получены и охарактеризованы золи пероксокомплексов р-элементов, которые предложено использовать для получения функциональных наноматериалов различного состава и морфологии.
Разработаны подходы к синтезу устойчивых ксерогелей и кристаллов с пероксидом водорода. Установлено, что каждая молекула пероксида водорода в аддуктах (пероксосольватах) всегда образует две водородные связи в качестве донора протона.
Показано, что водородная связь второй координационной сферы играет ключевую роль в стабилизации координации H2O2. Нековалентные взаимодействия координированного H2O2 не только вносят вклад в общую энергию системы, но и увеличивают основность H2O2, что усиливает координационную связь. Это объясняет, почему координация H2O2, несмотря на невозможность в водном растворе в равновесных условиях, широко распространена в природе, например, в оксигеназах.
Сотрудники лаборатории
1. Медведев Александр Геннадьевич
2. Мельник Елена Александровна
3. Михайлов Алексей Александрович
4. Трипольская Татьяна Алексеевна
5. Шабалова Ирина Владимировна
6. Егоров Павел Андреевич
7. Майоров Никита Сергеевич
8. Булдашов Иван Андреевич
с.н.с., к.х.н.
с.н.с., к.х.н.
с.н.с., к.х.н.
в.н.с., к.х.н.
гл. техн.
м.н.с., аспирант
м.н.с., аспирант
ст. лаб., студент
Наиболее значимые публикации
Medvedev, A.G., Egorov, P.A., Mikhaylov, A.A. etal. Synergism of primary and secondary interactions in a crystalline hydrogen peroxide complex with tin // Nature Communication 2024, Vol. 15, p. 5758. DOI: 10.1038/s41467-024-50164-9.
Radulov P. S., Mikhaylov A., Medvedev A. G., Barsegyan Y., Belyaev E., Dmitrieva V. E., Tripol’skaya T. A., Melnik E. A., Vil’ V. A., Yaremenko I. A., Prikhodchenko P. V., Terent'ev A. O. Zinc Peroxide as a Convenient and Recyclable Source of Anhydrous Hydrogen Peroxide and Its Application in the Peroxidation of Carbonyls // New Journal of Chemistry. 2024. Vol. 48. No. 10. pp. 4281-4295. DOI: 10.1039/d3nj05334b.
Grishanov D. A., Nikolaev V. S., Gun J., Mikhaylov A., Medvedev A. G., Prikhodchenko P. V., Lev O. Enhanced charge capacity and stability of Germanium(IV) Sulfide-Based anodes through Triton X100-Assisted synthesis and polysulfide shuttle mitigation // Journal of Colloid and Interface Science. 2024. Vol. 660. pp. 780-791.
Egorov P. A., Grishanov D. A., Medvedev A. G., Churakov A. V., Mikhaylov A., Ottenbacher R. V., Bryliakov K. P., Babak M. V., Lev O., Prikhodchenko P. V. Organoantimony Dihydroperoxides: Synthesis, Crystal Structures, and Hydrogen Bonding Networks // Inorganic Chemistry. 2023. Vol. 62. No. 25. pp. 9912-9923.
Medvedev A. G., Grishanov D. A., Mikhaylov A., Churakov A. V., Tripolskaya T. A., Ottenbacher R. V., Bryliakov K. P., Shames A. I., Lev O., Prikhodchenko P. V. Triphenyllead Hydroperoxide: A 1D Coordination Peroxo Polymer, Single-Crystal-to-Single-Crystal Disproportionation to a Superoxo/Hydroxo Complex, and Application in Catalysis // Inorganic Chemistry. 2022. Vol. 61. No. 21. pp. 8193-8205.
Mikhaylov A., Medvedev A. G., Grishanov D. A., Edison E., Madhavi S., Sladkevich S., Gun J., Prikhodchenko P. V., Lev O. Green Synthesis of a Nanocrystalline Tin Disulfide-Reduced Graphene Oxide Anode from Ammonium Peroxostannate: a Highly Stable Sodium-Ion Battery Anode // ACS Sustainable Chemistry and Engineering. 2020. Vol. 8. No. 14. pp. 5485-5494.
Medvedev A. G., Mikhaylov A., Shames A. I., Ilyukhin A. B., Churakov A. V., Grishanov D. A., Melnik E. A., Tripol’skaya T. A., Lev O., Prikhodchenko P. V. Identification of Barium Hydroxo-Hydroperoxostannate Precursor for Low-Temperature Formation of Perovskite Barium Stannate // Inorganic Chemistry. 2020. Vol. 59. No. 24. pp. 18358-18365.
Lakshmi V., Mikhaylov A., Medvedev A. G., Zhang C., Ramireddy T., Rahman M. M., Cizek P., Golberg D., Chen Y., Lev O., Prikhodchenko P. V., Glushenkov A. M. Probing electrochemical reactivity in an Sb2S3-containing potassium-ion battery anode: observation of an increased capacity // Journal of Materials Chemistry A. 2020. Vol. 8. No. 22. pp. 11424-11434.
Mikhaylov A., Medvedev A. G., Grishanov D. A., Sladkevich S., Li L., Sakharov K. A., Prikhodchenko P. V., Lev O. Doubly Coated, Organic–Inorganic Paraffin Phase Change Materials: Zinc Oxide Coating of Hermetically Encapsulated Paraffins // Advanced Materials Interfaces. 2019. Vol. 6. No. 12. p. 1900368.
Grishanov A., Navasardyan M.A., Medvedev A.G., Lev O., Prikhodchenko P.V., Churakov A.V. Hydrogen peroxide insular dodecameric and pentameric clusters in peroxosolvate structures // Angewandte Chemie. 2017. V. 56(48). p. 15241–15245.
Lakshmi, Y. Chen, A.A. Mikhaylov, A.G. Medvedev, I. Sultana, M.M. Rahman, O. Lev, P.V. Prikhodchenko, A.M. Glushenkov. Nanocrystalline SnS2 coated onto reduced graphene oxide: Demonstrating the feasibility of a non-graphitic anode with sulfide chemistry for potassium-ion batteries // Chemical Communications. 2017. V. 53. p. 8272–8275.
Yu. Chernyshov, M.V. Vener, P.V. Prikhodchenko, A.G. Medvedev, O. Lev, A.V. Churakov. Peroxosolvates: Formation criteria, H2O2 hydrogen bonding, and isomorphism with the corresponding hydrates // Crystal Growth and Design. 2017. V. 17. p. 214–220.
Mikhaylov A., Medvedev A. G., Mason C. W., Nagasubramanian A., Madhavi S., Batabyal S. K., Zhang Q., Gun J., Prikhodchenko P. V., Lev O. Graphene oxide supported sodium stannate lithium-ion battery anodes by the peroxide route: low temperature and no waste processing // Journal of Materials Chemistry A. 2015. Vol. 3. No. 41. pp. 20681-20689.
Yu D. Y., Prikhodchenko P. V., Mason C. W., Batabyal S. K., Gun J., Sladkevich S., Medvedev A. G., Lev O. High-capacity antimony sulphide nanoparticle-decorated graphene composite as anode for sodium-ion batteries // Nature Communications. 2013. Vol. 4. No. 1. 2922.
Churakov A.V., Sladkevich S., Lev O., Tripol’skaya T.A., Prikhodchenko P.V.. Cesium hydroperoxostannate: First complete structural characterization of a homoleptic hydroperoxocomplex // Inorganic Chemistry. 2010. V. 49. p. 4762-4764
А.А. Михайлов, А.Г. Медведев – лауреаты конкурса научных работ ИОНХ РАН им. академика Г.Г. Уразова за работы в области физико-химического анализа, материаловедения, химической технологии переработки природного сырья (2017 г.)
А.Г. Медведев, Д.А. Гришанов, А.А. Михайлов, Т.А. Трипольская, А.В. Чураков, О. Лев, П.В. Приходченко – II премия конкурса-конференции ИОНХ РАН за работу «Применение пероксогерманата и пероксотеллурата аммония для получения анодных материалов для металл-ионных аккумуляторов» (2017 г.)
А.А. Михайлов, А.Г. Медведев, Т.А. Трипольская, В.С. Попов, А.С. Мокрушин, О. Лев, П.В. Приходченко – II премия конкурса-конференции ИОНХ РАН за работу «Синтез частиц диоксида олова с морфологией «ядро-оболочка» из пероксостанната натрия для применения в газовых сенсорах» (2017 г.)
А.Г. Медведев – стипендия Президента РФ молодым ученым и аспирантам (2015 г.)
Гранты и проекты
Гранты Российского научного фонда
17-73-10482 «Наноматериалы на основе диоксида олова, полученные из пероксостанната, для применения в газовых сенсорах» (2017-2019 гг.)
16-13-00110 «Электроды нового поколения для литий- и натрий-ионных аккумуляторов: гибридные наноматериалы на основе углерода и оксидов и сульфидов р- и d- элементов» (2016-2018 гг.)
22-13-00426 Синтез, строение и биологическая активность координационных соединений элементов 4, 5, 14 и 15 групп с дикислородными лигандами (2022-2024)
21-73-00224 Наноматериалы на основе диоксида олова и оксида цинка, полученные из пероксидсодержащих прекурсоров, для применения в газовой сенсорике (2021-2023)
23-23-00596 Разработка методов применения пероксида цинка как безопасного и эффективного твердого источника пероксида водорода (2023-2024)
23-23-00583 Разработка "зеленых" методов синтеза функциональных материалов на основе соединений германия из высокорастворимого оксида германия (2023-2024)
Гранты Российского фонда фундаментальных исследований
16-53-45028 «Нанокомпозиты на основе оксида графена и оксидов и халькогенидов d-элементов, полученные «пероксидным» методом, для применения в суперконденсаторах» (2016-2017 гг.)
16-33-01109 «Неорганические пероксокомплексы теллура (VI): синтез, строение и применение для получения наноматериалов» (2016-2017 гг.)
15-33-70041 «Пероксидсодержащие композиционные материалы нового поколения для медицины» (2016-2017 гг.)
14-29-04074 «Наноразмерные сложные оксиды и сульфиды непереходных элементов – перспективные электродные материалы для электрохимической энергетики» (2014-2016 гг.)
14-03-00279 «Пероксидный метод получения тонких пленок на основе соединений p-элементов» (2014-2016 гг.)
Гранты Президента РФ для поддержки молодых ученых
МК-5796.2016.3 «Гибридные материалы на основе соединений р-элементов и различных форм углерода» (2016-2017 гг.)
МК-5847.2014.3 «Пероксидный метод получения тонких пленок оксидов и сульфидов непереходных элементов на поверхности оксида графена, как основа для формирования нанокомпозитов для перспективных анодных материалов литий- и натрий-ионных аккумуляторов» (2014-2015 гг.)
Научное сотрудничество
МГУ им. М.В. Ломоносова (г. Москва)
Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова (г. Чебоксары)
Австралийский национальный университет (Австралия)
Кристаллографический центр химического факультета Университета Дарема (Великобритания)
Орхусский университет (Дания)
Еврейский университет в Иерусалиме (Израиль)
Наньянгский технологический университет (Сингапур)
