научный журнал по химии Физикохимия поверхности и защита материалов ISSN: 0044-1856

АНДРИЕВСКИЙ Р.А. — 2013 г.

Проанализированы особенности влияния размера зерен на взаимодействие с растворами минеральных кислот, а также на высокотемпературное окисление наноструктурных материалов на основе металлов (Ni, Fe, Cu, Со, Ti, Zn, Zr, Mg), сплавов (Fe–Cr, Ni–Cr, Ni–Cu, Ni–Ti и др.) и тугоплавких соединений (TiB2, ZrB2, HfB2, TiN, CrN, ZrN, AlN и их композитов). Обращено внимание на недостаточно изученные вопросы.

ГОНЧАРУК Е.В., ГУНЬКО В.М., ЛЕБОДА Р., НАЗАРКОВСКИЙ М.А., ОРАНСКАЯ Е.И., ПАХЛОВ Е.М., СКВАРЕК Э., СКУБИШЕВСКА-ЗИЕБА Я., ЯНУШ В. — 2013 г.

Оксидные нанокомпозиты SiO2/TiO2/X (X = SnO2, NiO) синтезированы на матрице нанокремнезема с удельной поверхностью 300 м2/г методом низкотемпературного гидролиза TiCl4 и SnCl4 с последующей термической обработкой части образцов и термолиза Ni(NO3)2 · 6H2O при 600°С. Установлено влияние природы и концентрации допантов на фазовый состав композитов и их физико-химические свойства, исследованные методами рентгенофазового анализа, адсорбции азота, потенциометрического титрования и лазерной корреляционной спектроскопии.

БАРДЫШЕВ И.И., ВОЛОЩУК А.М., ГОРБУНОВ А.М., МОРОЗОВА Е.М., ПЕТУХОВА Г.А., ПОЛЯКОВА И.Я., СОКОЛОВА Н.П., ФРИДМАН А.Я., ЦИВАДЗЕ А.Ю., ШАПОХИНА О.П. — 2013 г.

Синтезирована многослойная система: целлюлозная ткань с наполненным активным углем ПВХ-покрытием с пористым слоем этанолоцикламов, являющаяся высокоомным полупроводником, и показано, что электронопроводящим является слой цикламов с активным углем. Выявлено влияние включения частиц активного угля в ПВХ-покрытие и в слой цикламов на состав и строение системы, а также характеристики слоя. Синтезированы системы со слоями, адсорбционно-насыщенными парами этанола, бензола и гексана, и со слоями, сольватированными данными растворителями. Установлено, что адсорбция и сольватация приводят к увеличению электронной проводимости слоев. Показано, что удельное сопротивление уменьшается в ряду гексан < бензол < этанол, что коррелирует с увеличением числа молекул растворителя, приходящихся на одно транслируемое звено макромолекулярной сетки этанолоциклама в адсорбционно-насыщенном и сольватированном слоях.

КАЗАКОВА О.А., КУЗЕМА П.А., ЛАГУТА И.В., СТАВИНСКАЯ О.Н. — 2013 г.

Исследовано взаимодействие гидрофильно-гидрофобного кремнезема с -токоферолом и аскорбиновой кислотой, изучена десорбция антиоксидантов с поверхности кремнезема в воду, этанол, вазелиновое масло. Показано, что аскорбиновая кислота и -токоферол адсорбируются соответственно на гидрофильных и гидрофобных участках поверхности кремнезема и что адсорбция/десорбция антиоксидантов осуществляется независимо друг от друга.

ВИГДОРОВИЧ В.И., ЗВЕРЕВА А.А., ЦЫГАНКОВА Л.Е. — 2013 г.

Обобщены литературные данные по природе оксидных образований, формирующихся на поверхности и в объеме углеродных материалов, в том числе технического углерода, многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ) и углеродных волокнистых продуктов. Рассмотрены их позитивное и негативное влияния на свойства МУНТ и возможности практического использования их наличия. Обсуждена возможная природа поверхностных и объемных оксидных образований. Исследовано влияние величины катодной поляризации, природы электролита и его состава на аккумулирование водорода многостенными углеродными нанотрубками, непосредственно нанесенными на стальную мембрану или в составе композита на основе эпоксидной смолы. Показано, что в кислой среде (xM HCl + (1 – x) LiCl) содержание водорода, поглощенного углеродными нанотрубками при использовании системы Fe/МУНТ, составляет от 3 до 13.8 мас. % и возрастает с повышением кислотности среды при катодном сдвиге потенциала на 0.2 В от его компромиссного значения (в отсутствие наложения внешнего тока). В щелочной среде (1 М КОН) доля поглощенного водорода составляет от 3.5 до 15 мас. % и зависит от величины катодной поляризации (до 0.4 В) и массы многостенных углеродных нанотрубок.

ЗУБАРЕВА Н.А., ХОХЛОВА Т.Д. — 2013 г.

Исследована адсорбция золотохлористоводородной кислоты HAuCl4 на кремнеземе, модифицированном -аминопропилтриэтоксисиланом (аминокремнеземе) и на оксиде алюминия. Измерены спектры диффузного рассеяния в видимой и инфракрасной областях этих Au(III)-композитов и их восстановленных форм – Au(0)композитов. Au(III)-композиты селективны в отношении адсорбции фенилацетилена (ФА) из октана за счет образования -комплексов с Au(III). Алюмооксидный Au(III)-композит обладает существенно большей емкостью по ФА, чем аминокремнеземный с тем же содержанием золота. Образование координационных связей между свободными аминопропильными группами кремнеземного носителя и атомом золота препятствует адсорбции ФА. Об образовании таких связей свидетельствует смещение макс в электронных спектрах от 408 до 522 и 546 нм при уменьшении [Au(III)] от 400 до 120 и 60 мкмоль/г. В ИК-спектрах уменьшение интенсивности и смещение в область низких частот п.п. валентных колебаний NH2 групп после модифицирования также подтверждает это предположение. В ИК-спектрах Au(0)-композитов отсутствуют полосы поглощения связанных и появляются п.п. свободных гидроксилов. Электронные спектры ( макс 511, 504 и 512 нм) близки для всех трех образцов с разным содержанием золота, что свидетельствует о близости размеров иммобилизованных наночастиц Au(0). В ИК спектре Au(III)-оксида алюминия после сорбции НAuCl4 полностью исчезает п.п. ОН групп поверхности и вновь появляется около 3105 см-1 в Au(0)композите.

БУРЯК А.К., ВОЙТОВА В.М., ПОЛУНИН К.Е., ПОЛУНИНА И.А., РОЛДУГИН В.И., СЕНЧИХИН И.Н., УЛЬЯНОВ А.В. — 2013 г.

Методами термогравиметрического анализа, дифференциальной сканирующей калориметрии и термодесорбционной хромато-масс-спектрометрии исследованы процессы термолиза резвератрола на поверхности графитированной термической сажи (ГТС). Проведено сопоставление результатов, полученных при термолизе чистого резвератрола и резвератрола, адсорбированного на саже из диэтилового эфира. Определены области максимального выделения продуктов термолиза, идентифицирован их состав, обнаружено увеличение термостойкости резвератрола, нанесенного на поверхность графитированной термической сажи.

КРЮЧЕНКОВА Н.Г., КУЗНЕЦОВА Т.А., ТОЛМАЧЕВ А.М., ФИРСОВ Д.А., ФОМКИН А.А. — 2013 г.

Показанная ранее возможность описания изотерм адсорбции на микропористых адсорбентах при температурах выше критических уравнениями Дубинина–Радушкевича и Толмачева–Арановича при замене давления насыщенных паров адсорбтивов, используемых в качестве стандартных давлений при температурах ниже критических, на стандартные давления P*(Т), которые находятся линейной экстраполяцией зависимостей логарифма давления насыщенного пара адсорбтива от обратной температуры в закритическую область температур, подтверждена на примере описания экспериментальных изотерм адсорбции криптона, ксенона, кислорода и азота на микропористых активных углях АУК при температурах выше критической.

АНДРЕЕВ Ю.Я., БОБКОВ Т.В., ДУБ А.В., ПОДГОРНЫЙ Д.А. — 2013 г.

Исследовано влияние концентрации роданида калия в водном растворе H2SO4 на потенциал активации пассивной пленки на поверхности никеля. На этой основе развита термодинамическая модель хемосорбции для электрохимической пассивации никеля в водном растворе H2SO4 с поверхностно-активной добавкой роданида KSCN. В этой модели образование пленки NiO-NiS рассматривается как результат установившегося равновесия на межфазных границах системы Ni|NiO NiS|H2O, SCN-. Интегральная энергия Гиббса хемосорбции образования фазы твердого раствора NiO-NiS определяется парциальными энергиями хемосорбционного образования NiO и NiS. В свою очередь парциальная энергия образования каждого из них берется как сумма энергий Гиббса химической реакции образования данного соединения и поверхностной энергии Гиббса никеля, зависящей от концентрации KSCN в растворе в случае образования NiS. Система может управляться, используя связь энергии Гиббса с электродным Фладе-потенциалом. В опытах показано, что величина последнего определяет количественное соотношение NiO и NiS в пассивной пленке.

ГЕРАСИМОВА Г.А., ИОНОВА Г.В., ИОНОВА И.С., МИХАЛКО В.К., ЦИВАДЗЕ А.Ю. — 2013 г.

В рамках многоэлектронного приближения c учетом валентных 5d, 6s и 6p электронов изучено влияние электронной структуры атома Au в основном и возбужденном состояниях на энергию Epl плазмонов наночастиц золота. Установлено, что релятивистские эффекты приводят к расщеплению Epl в видимой и УФ областях спектра, предсказаны величины расщепления. Формирование низкоэнергетических плазмонов Epl=1.14, 2.7, 6.4 эВ обусловлено участием 5d 96s2(2D5/2), 5d96s2(2D3/2) и 5d 6s1/26p1/2 электронных конфигураций атома Au в возбужденном состоянии. Объемные плазменные переходы Epl = 25.4 эВ отнесены к смешанной степени окисления ионов Au в ядре наночастиц

БРЮЗГИН Е.В., НАВРОЦКИЙ А.В., НИШИДЕ Х., НОВАКОВ И.А., ХЯКУТАКЕ Т. — 2013 г.

В статье приведен краткий обзор по управлению смачиванием поверхности путем получения полимерных покрытий, чувствительных к изменениям внешних условий. Методом поверхностно-инициированной радикальной полимеризации с переносом атома на поверхности алюминия получены привитые полимерные покрытия, обладающие адаптивными свойствами. Химический состав полимерных покрытий подтвержден методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Морфология модифицированных поверхностей исследована методом сканирующей электронной микроскопии. Показана возможность управления смачиванием модифицированных поверхностей алюминия в широком интервале при изменении показателя рН и температуры.

БОЕВА О.А., БУСЕВ С.А., ЖАВОРОНКОВА К.Н., КУЗНЕЦОВ М.А., РЕВИНА А.А. — 2013 г.

В работе проведены синтезированы стабильные наночастицы рутения (НЧ Ru) в обратномицеллярных растворах при использовании радиационно-химического (в анаэробных условиях) и химического методов восстановления ионов (в присутствии кислорода). Зарегистрированы изменения спектров оптического поглощения НЧ Ru при формировании НЧ в зависимости от условий синтеза, хранения, в результате адсорбции/десорбции на носителе. Методами АСМ и ПЭМ определены размеры НЧ Ru. Зарегистрированы изменения размеров НЧ, формы, распределения НЧ по размерам в зависимости от заданных условий эксперимента.

АМАДЕЛЛИ Р., ВЕЛИЧЕНКО А.Б., ГЛАДЫШЕВСКИЙ Р.Е., ДЕМЧЕНКО П.Ю., КАСЬЯН О.И., ЛУКЬЯНЕНКО Т.В. — 2013 г.

В работе исследованы физико-химические свойства и электрохимическое поведение электродов на основе Ebonex /Pt, полученных комбинированным электрохимическим методом путем гальванического нанесения тонкого слоя платины на субстехиометрические оксиды титана (Ebonex ) с последующей термообработкой. Показано, что фазовый состав таких материалов в значительной степени зависит от температуры обработки электродов. При температурах выше 230°C образуется фаза диоксида титана – голландит, существование которой облегчает процессы термической диффузии платины вглубь подложки. Впервые идентифицирована ранее неизвестная фаза титан–кислород (310°C), существование которой оказывает влияние на электрохимическое поведение электродов. Установлено, что материалы на основе Ebonex /Pt являются полупроводниками n-типа, потенциалы плоских зон и число носителей в которых определяется условиями их получения.

БЕЛОБЕЛЕЦКАЯ М.В., ЖЕРЕБЦОВ Т.О., КИЛИН К.Н., МЕДКОВ М.А., МУТЫЛИНА И.Н., РУДНЕВ В.С., СТЕБЛЕВСКАЯ Н.И., УСТИНОВ А.Ю. — 2013 г.

В водном электролите с NH4[TaF6] в течение 2 мин сформированы покрытия толщиной от 2 до 18 мкм, содержащие до 20 ат. % тантала и кристаллическую фазу Та2О5. Покрытия пронизаны порами размерами от 0.5 до 2 мкм. Количество пор в покрытиях может быть уменьшено путем дополнительного нанесения на поверхность Та-содержащей пасты. Краевой угол смачивания покрытий дистиллированной водой составляет величину 68–85 градусов. Подход перспективен для нанесения на титановые имплантаты и стенты Та-содержащих покрытий с целью повышения коррозионной стойкости, химической инертности и биосовместимости.

ГОДОВИКОВ И.А., ГУЛАКОВА Е.Н., ТКАЧЕНКО С.В., ФЕДОРОВ Ю.В., ФЕДОРОВА О.А., ЧЕРНИКОВА Е.Ю. — 2013 г.

Методами оптической, 1D и 2D ЯМР-спектроскопии изучено взаимодействие по типу “гость-хозяин” краунсодержащих стирилбензотиазола и стирилхинолина с 2-гидроксипропил-?-циклодекстрином в водных растворах. УФ-облучение было использовано для фотохимической трансформации комплексов. Установлено, что фотохимическое превращение супрамолекулярных комплексов включает реакцию транс-цис-фотоизомеризации молекул-гостей.

ВАННИКОВ А.В., ГОРБУНОВА Ю.Г., ГРИШИНА А.Д., ЦИВАДЗЕ А.Ю. — 2013 г.

В работе рассматриваются подходы к формированию полимерных нанокомпозитов на основе тетрапиррольных соединений с фотоэлектрическими, нелинейно-оптическими и фоторефрактивными свойствами. Показано образование супрамолекулярных ансамблей комплексов Ru(II) и Ga(III) с тетра-15-краун-5-фталоцианином при формировании тонких пленок из тетрахлорэтановых растворов, которые подвергались нескольким циклам процессов нагревания и последующего медленного охлаждения. Формирование супрамолекулярных ансамблей на поверхности изучено методом атомной силовой микроскопии. Установлено, что образование ансамблей обуславливает появление фотоэлектрической и фоторефрактивной чувствительности в ближней ИК области (измерения проведены при 1064 нм и 1550 нм). В композитах из ПВК и ансамблей комплексов Ga(III) измеренный при 1064 нм квантовый выход термализованных электрон-дырочных пар в 20 раз превышает значения, полученные в композитах на основе комплексов Ru(II). Максимальный коэффициент двулучевого усиления при 1064 нм ( = 120 см-1 при поле Е0 = 120 В/мкм) также получен в композите на основе комплексов Ga(III). Диэлектрическая молекулярная восприимчивость третьего порядка, измеренная в растворе комплексов в ТХЭ, слабо зависит от природы центрального атома и от аксиального окружения и лежит в пределах = 4 5.2 ? 10-32 esu.

КУЛОВА Т.Л., СКУНДИН А.М., ЦИВАДЗЕ А.Ю. — 2013 г.

Краткий обзор основных научных проблем усовершенствования литий-ионных аккумуляторов и работ Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН в этом направлении.

ЗУБ Ю.Л., КОЧКОДАН В.М., МЕЛЬНИК И.В., ПОГОРИЛЫЙ Р.П., ТОМИНА В.В. — 2013 г.

Трубчатые керамические мембраны на основе -Al2O3 были функционализированы 3-меркаптопропильными группами c помощью золь-гель метода. Формирование полисилоксанового слоя на внутренней поверхности мембран подтверждается микрофотографиями СЭМ и данными ИК спектроскопии. Функционализированные мембраны, как и исходная, остаются микрофильтрационными (их производительность составляет 320–690 л/м2 ч), однако могут быть использованы для удаления ионов серебра(I) из воды благодаря комплексообразованию тиольных групп селективного слоя с этими ионами. Показано, что при снижении концентрации функционализирующего золя на поверхности мембраны формируется более тонкий полисилоксановый слой, с активными центрами, более доступными для сорбции ионов Ag+. Так, при разведении исходного золя в 4 раза сорбция ионов Ag+ в расчете на единицу массы функционализирующего слоя увеличивается в 10 раз (с 23 до 203 мг/г).

БЕЛЯКОВА Л.Д., БУРЯК А.К., ЛАРИОНОВ О.Г. — 2013 г.

В статье рассмотрено применение газовой и жидкостной хроматографии к исследованию химии поверхности различных материалов. Даны примеры изучения адсорбционных процессов из газовых и жидких сред с применением хроматографического метода. Показано, что опираясь на полученную хроматографическим методом информацию о структуре материала, можно предсказывать закономерности хроматографического удерживания для молекул разной структуры и сорбентов разного типа. Хроматографический метод распространен на исследование наноматериалов и стабильных наночастиц. Показано, что химические свойства модифицированных наночастицами поверхностей могут быть успешно исследованы методами газовой и жидкостной хроматографии. Значительное внимание уделено молекулярно-статистическим расчетам адсорбции на углеродных сорбентах в вариантах газовой и жидкостной хроматографии. Продемонстрированы возможности метода для предсказания удерживания сорбатов разного типа и уточнения структурных параметров молекул. Новое направление - мицеллярная хроматография наночастиц рассмотрено с методической и препаративной точек зрения. Показаны возможности жидкостной хроматографии для разделения, в том числе препаративного, идентификации и классификации наночастиц.

БАКЛАНОВА Н.И., РЫБИН В.А., УТКИН А.В. — 2013 г.

С помощью золь-гель метода получены покрытия из диоксида циркония на базальтовом волокне. На основе изучения морфологических особенностей и элементного состава покрытий, полученных в различных условиях, определения механической прочности на растяжение индивидуальных волокон определены условия нанесения покрытий, позволяющие минимизировать негативное воздействие термической обработки и окислительной среды на свойства волокон. Исследована коррозионная устойчивость базальтовых волокон в сильнощелочной среде. Показано, что нанесение защитного покрытия из диоксида циркония улучшает коррозионную устойчивость базальтового волокна, при этом морфология и текстура покрытия из диоксида циркония имеют ключевое значение.