Prof. dr hab. inż. Wiesław Szeja
Politechnika Śląska
Wydział Chemiczny
Katedra Chemii Organicznej,
Bioorganicznej i Biotechnologii
G liw ice, dnia 26 kw ietnia 2011 r.
Recenzja
Pracy doktorskiej mgr inż. Janusza B ełzow sk iego pt „ K oordynacyjne zw iązki metali
przejściow ych jako m ateriały w yb uchow e specjalnego przeznaczenia”
W ażny od w ie k ó w i nadal aktualny temat to pozyskanie efektyw nych m ateriałów
w ybuchow ych nie stwarzających pow ażnego zagrożenia tak w toku produkcji jak i trakcie
m agazynow ania, transportu i stosow ania. W tym nurcie m ieszczą się prace grupy badawczej
kierowanej przez Prof. W ojew ódkę. ukierunkowane na uzyskanie jako m ateriałów
w ybuchow ych zw ią zk ó w koordynacyjnych metali przejściow ych o w ysok ich parametrach
w ybuchow ych, bezpiecznych podczas produkcji, transportu, użytkow ania i przechow yw ania
oraz w ytwarzających nieduże ilości substancji toksycznych. Szczególn a uw agę zw rócono na
materiały w yb uchow e specjalnego przeznaczenia o umiarkowanej prędkości detonacji,
znajdujące zastosow an ie w procesach tłoczenia, zgrzew ania, przy produkcji m ateriałów
strzałowych nie zaw ierających dodatków inicjujących, w tym m ateriałów w yb uchow ych które
m ożna pobudzić prom ieniow aniem laserowym . Jako rozwiązanie spełniające w ym ienione
założenia w ytypow ano kom pleksy soli metali przejściow ych kobaltu, m iedzi, cynku, kadmu,
niklu, chromu i rtęci z Ugandami takimi jak hydrazyna, 1,2-etylenodiam ina, 5-aminotetrazol,
5-(2,4,6-trinitrofenylo)am inotetrazol.
Realizacja programu została bardzo dobrze zaprogramowana. W yróżnić tu m ożna kilka
istotnych zadań :
- otrzym yw anie w y jścio w y ch soli
- otrzym yw anie kom p lek sów m etali przejściow ych
- określenie struktury otrzym anych połączeń
- określenie parametrów bezpieczeństw a syntezow anych m ateriałów w ybuchow ych
- badania parametrów w yb uchow ych otrzym anych zw iązków
- ocena ekonom iki procesu wytwarzania now ych m ateriałów w yb uchow ych
Badania zostały poprzedzone obszernym i studiami literaturowymi. Doktorant cytuje ponad
siedem dziesiąt p ozycji. C zęść literaturowa om aw ia zasadnicze dla tem atyki pracy
zagadnienia, takie jak m etody otrzym ywania i zastosow ania kom plek sów m etali
przejściow ych jako b ezpiecznych m ateriałów w ybuchow ych.
Poniew aż kluczow a dla realizacji programu jest bezpieczeństw o operacji z użyciem
m ateriałów w yb u ch ow ych doktorant skoncentrow ał uw agę na m etodach badania m ateriałów
w ybuchow ych zwracając szczeg ó ln ą uw agę na m etody w yznaczania parametrów
w pływ ających na w ła ściw o ści fizykochem iczne m ateriałów w yb uchow ych. R ozdział ten jest
zwarty i zaw iera o m ów ien ie zasadniczych kierunków badaw czych zw iązanych z pracą
doktorską. W ym agało to w ielkiej pracy i św iadczy o znajom ości tem atyki, poniew aż
dokonano w ła ściw eg o w yboru istotnych pozycji i w ątków badaw czych.
Studia literaturowe b yły punktem w yjścia do określenia kierunków syntezy złożonych
kom pleksów . A naliza danych literaturowych doprow adziła doktoranta do w niosku, że
kom pozycje kom plek sow ych m ateriałów w ybuchow ych i klasycznych m ateriałów
w ybuchow ych m ają dobre parametry detonacyjne i w y sok ą odporność na bodźce proste, a
w ięc są perspektyw icznym m ateriałem w ybuchow ym . Jako obiecujące w ytypow ano
kom pleksy kobaltu, chromu, m iedzi, niklu, cynku zawierające jako ligandy zw iązki
heterocykliczne o dodatniej entalpii tworzenia , a jako aniony połączenia tlenow e chloru
(VII), jodu (V II),chloru (V ), bromu (V ), manganu (VII) o silnych w łaściw ościach
utleniających. Przy w yb orze ligandów przyjęto jako kryteria w y so k ą wartość entalpii
rozkładu utw orzonego kom pleksu i znaczny w zrost ilości m oli produktów gazow ych w
reakcji w ybuchow ej. W ytypow ano jako potencjalne materiały w yb uchow e kom pleksy o
liczbie koordynacyjnej 4 i 6 co p o zw o liło uzyskać w ysoki stosunek azotu do w ęgla i
powstanie znacznych ilo ści g a zó w w w yniku rozkładu m ateriałów. Warunki te spełniają
wybrane ligandy hydrazyna, 1,2-etylenodiam ina, 5-am inotetrazol,
5-(2,4,6trinitrofenylo)am inotetrazol.
W pracy doktorskiej przedstaw iono prosta i b ezpieczną m etodę otrzym yw ania zw iązków
kom pleksow ych w ykazujących cechy m ateriałów w ybuchow ych. Syntezy kom pleksów
przeprowadzono w środow isku wodnym lub w m ieszaninach w oda m etanol lub w oda etanol.
Otrzymane kom pleksy oczy szcza n o przez krystalizację. Przydatność opracowanej m etody
zilustrow ano otrzymując kilkadziesiąt now ych kom pleksów m etali przejściow ych.
Przedstaw ione podejście do rozw iązania trudnego i ryzykow nego zadania syntetycznego jest
dow odem dobrego przygotow ania Doktoranta do pracy naukowej w zakresie m ateriałów
w ybuchow ych.
B udow ę otrzym anych p ołączeń zaproponow ano na podstaw ie w idm absorpcyjnych w
zakresie podczerw ieni ( w idm IR), w yn ik ów analizy elementarnej oraz danych uzyskanych
m etodą fluorescencyjnej spektroskopii rentgenowskiej ( XRF). A naliza tych danych pozw ala
na przedstaw ienie propozycji budow y zw iązków , ale jak słusznie zauw ażył doktorant
określenie struktury kom p lek sów jest m o żliw e m etodam i rentgenostrukturalnej analizy
kryształów. N iestety nie udało się otrzymać kryształów pozw alających na przeprowadzenie
pom iarów, niem niej m oim zdaniem należy kontynuować próby krystalizacji gdyż po
przeprowadzeniu analiz strukturalnych znacznie podniesie to wartość naukow ą pracy.
Sposób przedstaw ienia w yn ik ó w pom iarów spektrofotom etrycznych budzi m oje zastrzeżenia.
Zgodnie z przyjętym i dla n ow ych zw ią zk ó w zasadami należało podać charakterystyczne
pasma adsorpcyjne i dokonać ich interpretacji. W yniki zebrane w Tabelach są dość
fragmentaryczne, pom inięto szereg pasm charakterystycznych dla grup funkcyjnych obecnych
w analizow anych zw iązkach. D la przykładu w przypadku k om plek sów 5-am inotetrazolu
( Tablica 25) za m ieszczon o jed no pasm o absorpcyjne grupy am inow ej. T ym czasem dla amin
I-rz. pow inny być obecne dw a pasm a asym etrycznych i sym etrycznych drgań rozciągających
w obszarze 3 3 0 0 -3 0 0 c m '1 M ożna oczek iw ać obecności pasm a drgań deform acyjnych N -H w
obszarze 1 650-1580 c m '1.
Badania w ła ściw o ści otrzym anych m ateriałów obejm ujące parametry bezpieczeństw a,
parametry w yb u ch ow e w ykonano na podstaw ie standardowych procedur lub korzystając z
rozwiązań opracow anych w IPO w W arszawie. U zyskane w yniki potw ierdzają celo w o ść
prowadzonych badań i wskazują, że otrzymane zw iązki m ogą znaleźć zastosow anie do
konstrukcji zapalników i zapłonników inicjow anych prom ieniow aniem laserow ym
R ecenzow ana praca doktorska zredagowana jest w sposób typow y dla prac
eksperym entalnych z c h e m ii. C zytałem j ą z przyjem nością, poniew aż napisana jest bardzo
dobrze.
Sposób prowadzenia badań nie budzi zastrzeżeń. N a uw agę zasługuje zaangażow anie
doktoranta w realizację trudnego zadania badaw czego. R óżnorodność stosow anych technik w
badaniach w ła ściw o ści syntezow anych m ateriałów, sposób analizy w y n ik ó w pom iarów
dow odzi dobrego przygotow ania doktoranta do pracy naukowej.
Jak ju ż zaznaczyłem praca napisana jest w sposób jasny, czyteln y i bardzo staranny.
Znalazłem stw ierdzenia które m oim zdaniem są dyskusyjne i nie zaw sze czyteln e
Z obow iązku recenzenta podaję kilka przykładów.
N iezręczne sform ułow anie: Str. 22 Św iatło lasera rozbija na rodniki pojedyńcze cząsteczki,
które doprowadzają do rozbicia następnych, co w yw ołuje reakcję
N ie jest mi znane określenie hem olityczny rozpad w iązania ( str 23)
Niefortunne je st stw ierdzenie ( str 46): W pracy w ytypow ano m etale 4 okresu oraz 12 grupy
układu okresow ego jako reprezentację bloku d....
N ie rozum iem opisu etapu syntezy „ Roztwór wkraplano aż do zaniku próby na całkow ite
strącenie“ ( Str 54).
Tych kilka uw ag nie zm ienia mojej pozytywnej ocen y rozprawy doktorskiej.
Biorąc pod uw agę w yniki przedstaw ione przez mgr inż. Janusza B ełzow sk ieg o w pracy
pt „ K oordynacyjne zw iązki m etali przejściow ych jako m ateriały w yb uchow e specjalnego
przeznaczenia” z całym przekonaniem stwierdzam , że spełnione są w ym agania stawiane
pracom doktorskim przez ustaw ę o stopniach i tytułach naukow ych i w nioskuję o
dopuszczenie Pana Janusza B ełzo w sk iego do dalszych etapów przew odu doktorskiego.
