Коллоидный журнал

Методами поверхностной реологии и тензиометрии определены поверхностные свойства водных дисперсий червеобразных фибрилл овальбумина на межфазной границе вода/ воздух. Примеси полипептидов с высокой поверхностной активностью, образующиеся в ходе синтеза фибрилл, влияют на результаты измерений. Очистка дисперсий от примесей приводит к более медленным изменениям поверхностных свойств по сравнению с растворами нативного белка. В то же время стационарная поверхностная упругость примерно в полтора раза ниже, а поверхностное натяжение выше, чем соответствующие значения для растворов нативного овальбумина, что свидетельствует об образовании на поверхности дисперсии непрерывного рыхлого адсорбционного слоя фибрилл. Выводы, сделанные на основе данных поверхностной реологии и тензиометрии, подтверждены методом атомно-силовой микроскопии.

Методом химического соосаждения синтезирован композиционный порошкообразный материал галлуазит/оксид железа и исследованы сорбционные свойства галлуазита и композита по отношению к тетрациклину. Установлено, что композит галлуазит/оксид железа является более эффективным сорбентом по сравнению с галлуазитом. На основании результатов математической обработки экспериментальных данных сделан вывод, что кинетика сорбционного процесса может быть описана кинетическими моделями псевдопервого или псевдовторого порядка. Исследованы антимикробные свойства образцов синтезированных композитов до и после адсорбции тетрациклина по отношению к бактериям E. coli М-17. Установлено, что насыщение композита антибиотиком приводит к снижению жизнеспособности бактерий.

В работе синтезирован ксерогель SiO2 нейтрализацией силиката натрия сероводородом, исследованы его адсорбционные свойства для удаления ионов меди (II) с учетом его морфологических и структурных характеристик. Синтезированный адсорбент был охарактеризован с использованием методов сканирующей электронной микроскопии, просвечивающей микроскопии высокого разрешения, инфракрасной спектроскопии и энергодисперсионного анализа. Удельная поверхность ксерогеля SiO2, синтезированного из силиката натрия пропусканием сероводорода, составила 145 м2/г, а объем монослоя – 34 см2/г. Исследована зависимость адсорбционных характеристик синтезированного ксерогеля SiO2 от различных параметров процесса. Максимальная адсорбционная эффективность достигается при pH 4–5, при этом процесс быстро протекает за первые 20 мин. Изотермы адсорбции соответствуют модели Ленгмюра. Исследованы термодинамические и кинетические аспекты адсорбции ионов меди (II) на синтезированном ксерогеле SiO2. Кинетический анализ показал, что модель псевдовторого порядка лучше описывает процесс адсорбции ионов меди (II) на ксерогеле SiO2. Рассмотрены вопросы механизма адсорбции ионов меди (II) на ксерогеле SiO2.

Криотропным гелеобразованием 100 г/л растворов поливинилового спирта (ПВС) в диметилсульфоксиде (ДМСО) и в его смеси с диметилформамидом (ДМФА) (объемное соотношение 75% : 25%) сформированы нековалентные криогели, физико-химические характеристики которых были определены как для свежеприготовленных («первичных») образцов, так и после замещения в них органической дисперсионной среды на воду, приводящего к образованию «вторичных» криогелей ПВС. Показано, что модуль упругости образцов, сформированных в среде ДМСО/ДМФА, существенно выше по сравнению с криогелями, сформированными в среде ДМСО. Также первые из них претерпевают большую, чем вторые, объемную усадку в процессе замены органического растворителя на воду. Кроме того, для приготовленных в среде ДМСО/ДМФА криогелей характерна высокая прозрачность. Изучение кинетики высвобождения из вторичных криогелей модельного лекарственного вещества – натриевой соли ибупрофена – показало отсутствие значимых диффузионных затруднений для выхода этого биологически-активного соединения из гелевого носителя.

Описание адсорбции молибдена на диоксиде титана осложнено процессами олигомеризации и взаимных переходов химических форм молибдена. В литературе установился взгляд на адсорбцию молибдена как аниона, склонного к образованию полимерных форм на поверхности, что приводит к разделению изотермы на две области равновесных концентраций сорбата, по крайней мере в нейтральных и слабокислых областях шкалы pH. В настоящей работе экспериментально показано, что данный подход может быть распространен на кислые среды с pH менее 2, где сосуществующие химические формы молибдена в растворе включают нейтральные и положительно заряженные частицы. Рассмотренная область pH соответствует практически значимым технологическим средам (например, облученные мишени для производства 99Мо и технологические среды металлургического производства). Оценка среднего заряда сорбируемых частиц проведена путем измерения электрокинетического потенциала методом электрофоретического рассеяния света и составила –0.1e без вычета экранирования в двойном электрическом слое. Полученное значение указывает на преобладание в сорбате анионных форм. Показано, что переход между двумя областями изотермы адсорбции происходит при равновесной концентрации сорбата, составляющей по порядку величины 10–4 моль/л, что соответствует условной границе существования полимерных форм молибдена в растворе. Полная емкость монослоя сорбента при переходе из области адсорбции мономеров (~0.7 ммоль/г) в область адсорбции олигомерных форм (~2 ммоль/г) возрастает почти в 3 раза.

Цитратно-сульфатный метод синтеза наночастиц серебра благодаря своей простоте и высокой эффективности мог бы быть использован для массового производства наноматериалов, однако полученные золи серебра сильно загрязнены продуктами реакции. Для решения этой проблемы в данной работе предложена двухстадийная методика глубокой очистки полученных золей серебра от примесей, не приводящей к их агрегации. На первой стадии очистки золи серебра циклически подвергали коагуляции растворами цитрата натрия, декантации и пептизации в деионизованной воде. На второй стадии оставшиеся растворенные примеси удаляли путем деионизации смесью «слабого» катионита в «H» форме и анионита в «OH» форме. По данным просвечивающей электронной микроскопии, рентгенофазового анализа, атомно-эмиссионной спектроскопии и ИК-спектроскопии от стадии к стадии очистки повышается чистота, стабильность и однородность наночастиц по размеру. Очищенные золи серебра с концентрацией до 250 г/л сохраняют стабильность более месяца и путем упаривания могут быть сконцентрированы до 2145 г/л дисперсий, имеющих низкую вязкость и аддитивную зависимость плотности от концентрации.

В данной работе комплексно исследовано влияние координационной сшивки ацетилатетонатом циркония Zr(AcAc)4 и сульфирования на свойства полифенилхиноксалина (ПФХ) с использованием моделей поверхностной энергии (OWRK и vOCG), параметров растворимости Хансена (HSP), измерений набухания в H3PO4, ИК-спектроскопии и квантово-химических расчетов с использованием теории функциональной плотности (DFT). Сульфирование ПФХ приводило к значительному увеличению полярной и кислотно-основной составляющих поверхностной энергии, что хорошо согласуется с расчетами электростатического потенциала (ESP) и дипольного момента. Установлена выраженная корреляция между поверхностными HSP (рассчитанными на основе краевых углов) и степенью набухания в H3PO4. Координационная сшивка с использованием 0.5 масс. % Zr(AcAc)4 обеспечивает устойчивость полимера к фосфорной кислоте. Расчеты энергии связывания и порядка связи подтвердили образование прочной координационной связи Zr4+ с атомом азота. Модификация ПФХ позволяет регулировать ключевые характеристики протонопроводящих мембран – набухание и пригодность для эксплуатации в агрессивных условиях.