научный журнал по химии Коллоидный журнал ISSN: 0023-2912

Архив научных статейиз журнала «Коллоидный журнал»

  • ИЗУЧЕНИЕ КРИОСТРУКТУРИРОВАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ СИСТЕМ. 37. КОМПОЗИТНЫЕ КРИОГЕЛИ, СФОРМИРОВАННЫЕ ИЗ ДИСПЕРСИЙ БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНОГО ЛАТЕКСА В ВОДНОМ РАСТВОРЕ ПОЛИВИНИЛОВОГО СПИРТА

    ДЬЯКОНОВА Е.А., ЛОЗИНСКИЙ В.И., ПОДОРОЖКО Е.А. — 2015 г.

    В результате криогенной обработки (замораживание при –20°C в течение 12 ч и последующее оттаивание со скоростью 0.03°C/мин) смесей водного раствора поливинилового спирта (ПВС) и бутадиен-стирольного латекса получены композитные макропористые криогели ПВС. Определены значения модуля упругости и температуры плавления соответствующих образцов, с помощью световой микроскопии тонких срезов исследована их микроструктура. Показано, что жесткость и теплостойкость таких наполненных криогелей существенно возрастают при увеличении доли латекса в исходной жидкой дисперсной системе. Кроме того, найдено, что, начиная с некоторой пороговой концентрации латекса в смеси с исходным раствором ПВС, в ходе криоструктурирования имеет место формирование двух взаимопроникающих фаз: непрерывной фазы гидрофильного криогеля ПВС и сетчатой гидрофобной фазы, возникающей за счет криокоагуляции неморозостойкого бутадиен-стирольного латекса. С помощью сканирующей электронной микроскопии изучены морфологические особенности этой фазы, в ней определены размер макропор и толщина их стенок.

  • ИЗУЧЕНИЕ КРИОСТРУКТУРИРОВАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ СИСТЕМ. 39. КОМПОЗИТНЫЕ КРИОГЕЛИ ПОЛИВИНИЛОВОГО СПИРТА, НАПОЛНЕННЫЕ МИКРОЧАСТИЦАМИ ХИТОЗАНА

    КИЛЬДЕЕВА Н.Р., ЛОЗИНСКИЙ В.И., ЛУНЕВ И.А., ПОДОРОЖКО Е.А., РЯБЕВ А.Н. — 2015 г.

    Криогенной обработкой (замораживание при –20°C в течение 12 ч и последующее оттаивание со скоростью 0.03°C/мин) дисперсий частиц хитозана, набухших в водном растворе (120 г/л) поливинилового спирта (ПВС), получены композитные макропористые криогели ПВС. Определены значения модуля упругости и температуры плавления соответствующих образцов, с помощью световой микроскопии тонких срезов исследована их микроструктура. Показано, что жесткость и теплостойкость композитных криогелей ПВС–хитозан возрастают при повышении содержания наполнителя. Также изучены реологические свойства исходных дисперсий, и обнаружено возникновение адгезионных контактов между дискретной и непрерывной фазами уже на стадии приготовления дисперсий. С помощью световой микроскопии изучены морфологические особенности исходных дисперсий и микроструктура композитов, и установлено относительно равномерное распределение частиц наполнителя в массе композитного криогеля. Показано, что частицы хитозана, включенные в матрицу макропористого криогеля ПВС, способны сорбировать ионы тяжелых металлов, в частности, ионы двухвалентной меди из водных растворов.

  • ИСПАРЕНИЕ И КОНДЕНСАЦИЯ ПРИ НАЛИЧИИ НАНОЧАСТИЦ В ОБЪЕМЕ ПАРА

    ШИШКОВА И.Н., ЯСТРЕБОВ А.К. — 2015 г.

    Путем прямого численного решения кинетического уравнения Больцмана получено решение задачи об испарении/конденсации на плоских поверхностях при наличии в объеме пара наночастиц, равномерно распределенных в пространстве. Принято, что на частицах формируются капли, размер которых изменяется с течением времени вследствие конденсации пара. При решении проблемы была использована оригинальная процедура преобразования функции распределения молекул пара за счет их взаимодействия с частицами. Показано, что присутствующие в паре центры конденсации существенно влияют макроскопические параметры пара. В частности, конденсация на наночастицах значительно снижает поток массы, передаваемой от одной поверхности к другой. Результаты численного решения подтверждают возможность расчета скорости роста капель в свободномолекулярном режиме по формуле Герца–Кнудсена.

  • ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СОСТАВА ГИДРАТИРОВАННЫХ ОКСИДОВ ХРОМА НА ИХ ЭЛЕКТРОРЕОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ

    БЕДИК Н.А., ЕЩЕНКО Л.С., КОРОБКО Е.В., ЛАЕВСКАЯ Е.В. — 2015 г.

    Получены рентгеноаморфные гидратированные оксиды хрома переменного состава, суммарное количество молей воды в которых, в зависимости от условий осаждения и старения, составляет 4.0–4.9. Установлено присутствие, кроме структурной воды в виде ОН-групп, прочно связанных гидратных молекул воды, отщепление которых происходит в интервале температур 60–300°C. Исследована электрореологическая активность суспензий на основе частично дегидратированных оксидов хрома. Электрореологический эффект растет при увеличении количества молей воды в дисперсном оксиде и повышении температуры суспензии.

  • К ОЦЕНКЕ ФЛУКТУАЦИОННОГО ПРЕДЕЛА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ИНДУКЦИОННОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ

    БОРИСЮК П.В., ЛОГИНОВ В.Б., ТРОЯН В.И., ЯКОВЛЕВ В.П. — 2015 г.

    Проведена оценка флуктуационного предела чувствительности индукционного метода измерения шероховатости поверхности. Показано, что для используемого в работе контурографа минимальное значение наведенной магнитной индукции вследствие тепловых флуктуаций тока составляет величину 3 ? 10-7 Гс. Экспериментально установлено, что изменение высоты рельефа поверхности на 2 нм приводит к вариации магнитной индукции на величину 2 ? 10-6 Гс, то есть на порядок превышает оценку тепловых флуктуаций индукции. Следовательно, предложенная конструкция дифференциального индуктивного датчика в контурографе позволяет, в принципе, измерять шероховатость поверхности на уровне нескольких долей нанометра.

  • КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ ИЗ КАРБОКСИЛАТОВ МЕДИ

    ИРЖАК В.И., СОЛОВЬЕВ М.Е. — 2015 г.

    Квантово-химическим методом DFT B3LYP/6-31G** исследована структура комплексов карбоксилатов меди и кластеров из атомов меди и молекул карбоксилатов. Рассмотрен вопрос об особенностях формирования наночастиц из карбоксилатов в условиях их кластеризации. Показано, что рост комплексов Cu(1+) начинается со структур, содержащих три атома меди, а комплекс, включающий два атома меди, является термодинамически невыгодным. При образовании комплексов координация карбоксилата с металлом переходит из бидентатно-циклической, характерной для мономерной соли, в бидентатно-мостиковую. С увеличением размера комплекса энергия присоединения молекулы соли и атома металла к растущей наночастице возрастает, но при этом стремится к некоторому пределу. Показано, что в процессе зародышеобразования наночастицы возможна дополнительная стабилизация за счет прямой координации атома металла с карбоксильной группой. Направление реакции образования наночастиц металла по сравнению со смешанными кластерами определяется выигрышем в свободной энергии Гиббса.

  • КИНЕТИКА ИСПАРЕНИЯ БИНАРНОЙ ПИКОЛИТРОВОЙ КАПЛИ НА ПОДЛОЖКЕ ПРИ ПОНИЖЕННОМ ДАВЛЕНИИ

    САВЕРЧЕНКО В.И., ФИСЕНКО С.П., ХОДЫКО Ю.А. — 2015 г.

    Исследовано влияние различных факторов на время испарения одиночной пиколитровой капли водно-спиртового раствора на металлической подложке c высокой теплопроводностью в свободномолекулярном режиме. Экспериментально показано, что испарение таких капель происходит в режиме пиннинга. Измерены времена испарения капель водно-спиртовых растворов различной концентрации на подложке при пониженном давлении. Расчеты на базе одномерной математической модели показали, что скорость испарения пико- и фемтолитровой капли водно-спиртового раствора нелинейно зависит от концентрации спирта, начальной высоты капли и температуры подложки.

  • КИНЕТИКА ОБРАЗОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА В ОБРАТНЫХ МИЦЕЛЛАХ. 1. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ И СВЯЗЬ ИХ ПАРАМЕТРОВ С ПРОЦЕССАМИ НА МИКРОУРОВНЕ

    БУСЕВ С.А., ГАДЗАОВ А.Ф., КУЗЬМИН В.И., РЕВИНА А.А., ТЫТИК Д.Л. — 2015 г.

    Предложен метод анализа эволюции спектров оптического поглощения, наблюдаемых при синтезе наночастиц серебра в обратных мицеллах. В качестве базовой использована кинетическая модель “хищник–жертва” Вольтерры. Показано, что предельные решения этой модели представлены кривыми контролируемого роста (логистическая модель, модель Гомперца), параметры которых определяются характеристиками процессов на микроуровне. Показано наличие физически интерпретируемых параметров процесса синтеза, относящихся к макроуровню. Проверка моделей на устойчивость к фазовому сдвигу (релаксации) позволила определить его взаимосвязь с параметрами моделей контролируемого роста. Показана взаимосвязь между пространственно-временными характеристиками системы (время, длина волны) и определены моменты смены стадий реакции синтеза.

  • КИНЕТИКА ОБРАЗОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА В ОБРАТНЫХ МИЦЕЛЛАХ. 2. ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ВЗАИМОСВЯЗЬ ПРОЦЕССОВ МИКРО- И МАКРОУРОВНЯ

    БУСЕВ С.А., ГАДЗАОВ А.Ф., КУЗЬМИН В.И., РЕВИНА А.А., ТЫТИК Д.Л. — 2015 г.

    Предложен метод анализа тонкой структуры спектров оптического поглощения, основанный на выделении из них колебательных составляющих. Выявлены почти-периоды в колебательной составляющей спектра поглощения обратномицеллярной системы с наночастицами серебра. Показана взаимосвязь почти-периодов с характеристиками интегральной модели кинетики синтеза наночастиц серебра.

  • КОЛЛОИДНО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРИСТЫХ СТЕКОЛ РАЗЛИЧНОГО СОСТАВА В РАСТВОРАХ KNO3. 2. ЭЛЕКТРОПОВЕРХНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧАСТИЦ ПОРИСТОГО СТЕКЛА

    АНТРОПОВА Т.В., ВОЛКОВА А.В., ЕРМАКОВА Л.Э., ЖУКОВ А.Н. — 2015 г.

    Проведено исследование поверхностного заряда и электрофоретической подвижности частиц пористых стекол различного состава в растворах нитрата калия с концентрацией 10-3 10-2 М. Показано, что поверхностный заряд в растворах KNO3 практически совпадает с таковым в растворах KCl и отрицателен в исследованной области pH 4–9. В рамках гомогенной модели рассчитаны концентрации и подвижности ионов в порах, потенциалы Доннана, конвективная составляющая электропроводности. Рассчитаны электрокинетические потенциалы исследованных стекол с учетом влияния электролитической проводимости пористых частиц и электроосмотического переноса в поровом пространстве на величину электрофоретической подвижности.

  • КОММЕНТАРИЙ К СТАТЬЕ А.И. ВИЛЕНСКОГО, К.Г. САББАТОВСКОГО, В.Д. СОБОЛЕВА, Б.В. МЧЕДЛИШВИЛИ “ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛАТЕНТНЫХ ТРЕКОВ ТЯЖЕЛЫХ ИОНОВ В ПОЛИМЕРАХ”

    АПЕЛЬ П.Ю. — 2015 г.

    DOI: 10.7868/S0023291215030076 Список литературы

  • КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АДСОРБЦИИ СМЕСИ CO2/CH4 ВО ВЛАЖНЫХ МИКРОПОРИСТЫХ УГЛЯХ

    БРОДСКАЯ Е.Н., СИЗОВ В.В., СИЗОВА А.А. — 2015 г.

    Методом Монте-Карло в большом каноническом ансамбле изучена адсорбция CH4, CO2 и их смесей в сухих и влажных микропористых углях при температуре 298 K. Особое внимание уделено влиянию содержания воды и размера пор на адсорбционную емкость и селективность углеродного пористого материала. Присутствие преадсорбированной воды может приводить к немонотонной зависимости количества адсорбированных газов от содержания влаги, которая наблюдается для чистого CO2 и смесей CO2/CH4 при низкой плотности адсорбата (то есть, в более широких порах, при низком давлении газа, низком содержании воды). Показано, что этот эффект обусловлен электростатическими взаимодействиями молекул CO2 с преадсорбированной водой. При прочих условиях присутствие воды в порах приводит к уменьшению доступного объема, что вызывает снижение адсорбционной емкости.

  • КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ИОННОЙ МИЦЕЛЛЫ С УЧЕТОМ ЯВНОГО ВКЛАДА ВОДЫ

    БРОДСКАЯ Е.Н., ВАНИН А.А. — 2015 г.

    Методом молекулярной динамики cмоделированы ионные мицеллы в водном растворе однозарядных противоионов. Показано, что при расчете электрического поля мицеллы необходимо явно учитывать молекулы воды, вклад которых приводит к сложной локальной зависимости электрического заряда с появлением области перезарядки непосредственно вблизи мицеллярной короны. Следствием этого является немонотонное поведение электрического потенциала. Расчеты проводились как для катионной, так и анионной мицеллы. Модель мицеллы состояла из жесткого углеводородного ядра, непроницаемого для молекул воды и противоионов, и катионных фрагментов ПАВ. Результаты для трех молекулярных моделей воды (SPC, TIP5P и двухцентровой S2) сопоставлены с данными для континуального описания растворителя. Для всех моделей воды локальный вклад ее в электрическое поле вокруг мицелл был значительным даже на больших расстояниях от поверхности частицы.

  • КОНЪЮГАТЫ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА И ПОЛИЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ: ФОРМИРОВАНИЕ В ГИДРОЗОЛЕ, ПРЯМОЙ ПЕРЕНОС В ОРГАНИЧЕСКУЮ СРЕДУ И УСТОЙЧИВОСТЬ ОРГАНОЗОЛЕЙ

    ДЕМЕНТЬЕВА О.В., РУДОЙ В.М., СЕНЧИХИН И.Н., ТЕРЕХИН В.В. — 2015 г.

    Разработан одностадийный метод фазового переноса наночастиц (НЧ) золота (диаметр 17.2 ± 0.5 нм) из гидрозоля в органическую среду (хлороформ), основанный на высоком сродстве тиолированного полиэтиленгликоля (ТПЭГ) к неполярным растворителям и способности его молекул хемосорбироваться на поверхности НЧ золота с формированием плотного монослоя. На основании результатов термогравиметрического анализа определена максимальная плотность упаковки молекул ТПЭГ на поверхности НЧ Au данного диаметра, составляющая 0.85 нм-2. Показано, что ТПЭГ способен выступать как в роли стабилизатора НЧ, так и в роли фазового переносчика. При этом степень переноса НЧ из воды в хлороформ составляет 90. Установлено, что агрегативная устойчивость получаемых органозолей растет по мере роста величины хемосорбции молекул ПЭГ. Продемонстрирована возможность использования таких органозолей для формирования двумерных ансамблей НЧ золота на планарных подложках.

  • КОЭФФИЦИЕНТЫ ДИФФУЗИИ И ВЯЗКОСТЬ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ БРОМИДОВ АЛКИЛТРИМЕТИЛАММОНИЯ

    МОВЧАН Т.Г., ПЛОТНИКОВА Е.В., РУСАНОВ А.И., СОБОЛЕВА И.В., ХЛЕБУНОВА Н.Р., ЩЁКИН А.К. — 2015 г.

    Методами динамического рассеяния света и капиллярной вискозиметрии исследованы мицеллярные водные растворы неионного (пентаоксиэтилендодецилового эфира) и ионных (бромидов децил-, додецил- и тетрадецилтриметиламмония) ПАВ в широкой области концентраций, охватывающей первую и вторую критические концентрации мицеллообразования (ККМ1 и ККМ2). Показано, что концентрационная кривая коэффициента диффузии неионного ПАВ отвечает монотонно убывающей функции. Коэффициенты диффузии ионных ПАВ проходят через максимум выше ККМ1. С увеличением длины алкильной цепи увеличивается угол наклона концентрационных кривых в области линейного повышения коэффициента диффузии, возрастает значение максимума, а его положение смещается в сторону меньших концентраций. Объяснение концентрационной зависимости коэффициентов диффузии дано на основе их связи с коэффициентами активности.

  • КОЭФФИЦИЕНТЫ ДИФФУЗИИ ИОННЫХ ПАВ С РАЗЛИЧНОЙ МОЛЕКУЛЯРНОЙ СТРУКТУРОЙ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ

    МОВЧАН Т.Г., ПЛОТНИКОВА Е.В., РУСАНОВ А.И., СОБОЛЕВА И.В., ХЛЕБУНОВА Н.Р., ЩЁКИН А.К. — 2015 г.

    Методом динамического рассеяния света исследованы мицеллярные водные растворы бромидов додецил- и гексадецилтриметиламмония, бромида и хлорида гексадецилпиридиния, бромида домифена (додецилдиметил-N-2-феноксиэтиламмония), бромида гексадецилтрифенилфосфония и додецилсульфата натрия. Для всех ионных ПАВ обнаружено локальное повышение коэффициента диффузии при концентрациях выше первой критической концентрации мицеллообразования (ККМ1). Показано, что при одинаковой длине алкильной цепи и природе противоиона повышение коэффициента диффузии с ростом содержания ПАВ становится более значительным при уменьшении ККМ1. Объяснение концентрационной зависимости коэффициентов диффузии дано на основе предложенной ранее теории, развитой для идеальных мицеллярных систем. Показано, что наличие локального минимума коэффициента диффузии в районе ККМ1 является общей закономерностью для ПАВ – бинарных электролитов.

  • КРУПНОМАСШТАБНЫЕ КЛАСТЕРЫ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ ГЛЮКОЗЫ

    БУЛАВИН Л.А., ВЭРГУН Л.Ю., ЗАБАШТА Ю.Ф., ТЕЛИМАН Е.О. — 2015 г.

    С помощью динамического рассеяния света обнаружено существование в водных растворах глюкозы крупномасштабных кластеров размером более 100 нм. Предполагается, что эти кластеры представляют собой упорядоченные области, в которых молекулы -глюкозы, разделенные молекулами воды, имеют одну и ту же преимущественную ориентацию.

  • МАГНИТНАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ РАБОТЫ В СИЛЬНЫХ ГРАДИЕНТНЫХ ПОЛЯХ

    ЕФРЕМОВ Д.В., ЛЕБЕДЕВ А.В., ПШЕНИЧНИКОВ А.Ф., РАДИОНОВ А.В. — 2015 г.

    Экспериментально исследованы свойства магнитной жидкости на основе коллоидного магнетита и вакуумного масла ВМ-3, предназначенной для длительной работы в сильных градиентных магнитных полях. Предложен вариант магнитогранулометрического анализа, позволяющий определить средний магнитный момент, дисперсию магнитных моментов и числовую плотность частиц, не делая каких-либо предположений о распределении частиц по размерам. Проведены магнитогранулометрический и кластерный анализы магнитной жидкости. Показано, что в исследуемом растворе преобладают одиночные частицы со средним диаметром магнитного ядра семь нанометров, что заметно меньше, чем в типичных коммерческих жидкостях. Объемная концентрация многочастичных кластеров также мала: их суммарный вклад в начальную магнитную восприимчивость жидкости лишь немного превышает 3%. Малые размеры частиц и низкая концентрация кластеров обеспечивают высокую стабильность коллоидного раствора в сильном магнитном поле и поле центробежных сил при достаточно высокой намагниченности насыщения раствора.

  • МЕХАНИЗМ И КИНЕТИКА НАЧАЛЬНОЙ СТАДИИ МЕХАНИЧЕСКОГО СПЛАВЛЕНИЯ В БИНАРНЫХ СИСТЕМАХ СОСТАВА SI(AL, MG, CR)9957FE1

    ЕЛСУКОВ Е.П., ЕЛЬКИН И.А., КОЛОДКИН Д.А., ПОРСЕВ В.Е., УЛЬЯНОВ А.Л. — 2015 г.

    В рамках энергетического подхода методами рентгеновской дифракции и зондовой мессбауэровской спектроскопии проанализированы результаты исследования механически сплавленных бинарных систем состава Si(Al, Mg, Cr)9957Fe1. Установлено, что начальной стадии механического сплавления предшествует “подготовительный” этап, связанный с достижением зернами основного компонента (элемента) критического размера Lcr, после чего реализуется собственно процесс сплавления. Показано, что при рассмотрении кинетики начальной стадии сплавления универсальной характеристикой является максимум производной dN/d(lg D), соответствующий размеру зерна Lmax = 17 нм независимо от типа основного компонента (N – выход продуктов реакции, D – доза механической энергии). Установлена определяющая роль химического взаимодействия основного элемента с Fe в кинетике механического сплавления, возрастающая в ряду Mg, Al, Si, Cr. Дано феноменологическое объяснение линейной зависимости N(D) при линейной зависимости удельной поверхности границ зерен от дозы механической энергии.

  • МЕХАНОХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ КОЛЛОИДНЫХ ЧАСТИЦ ХЛОРИДА СЕРЕБРА В СИСТЕМЕ NH4CL AGNO3 NH4NO3

    БУРКИТБАЕВ М.М., ТАТЫКАЕВ Б.Б., УРАКАЕВ Ф.Х., УРАЛБЕКОВ Б.М. — 2015 г.

    Методами рентгенофазового и термического анализа, электронной микроскопии и динамического рассеяния света исследованы наночастицы хлорида серебра, полученные путем обменной механохимической реакции NH4Cl + AgNO3 + zNH4NO3 = (z + 1)NH4NO3 + AgCl в матрице нитрата аммония (разбавитель и нецелевой конечный продукт реакции) при степенях разбавления z = 7.22 и 3.64. Показана возможность получения наночастиц AgCl в свободном виде после отмывки водой нитрата аммония или его удаления термическим отжигом при 300°C.