научный журнал по химии Коллоидный журнал ISSN: 0023-2912

AKRAM M., AL-DAHBALI G.A., KABIR-UD-DIN, NAQVI A.Z. — 2013 г.

In this work the effect of adding of various electrolytes on the solution properties of three amphiphilic drugs was investigated. The critical micelle concentration (cmc) values, determined on the basis of surface tension measurements, were found to decrease with the increasing salt concentration; this decrease was dependent upon the nature of added ion. Coions (K+ and Na+) remained in the aqueous phase and were almost equally efficient in decreasing the cmc. Counterions (Cl- and Br-) concentrated on the micellar surface and reduced electrostatic repulsion. The smaller the hydrated counterions, the stronger they interacted with the micellar surface. The decrease of cmc was therefore more pronounced for Br- ions than that for Cl- ones. The observed changes in Amin and max were explained in terms of the cmc behavior. The values of both and suggest that the drugs tend to form micelles more readily in the presence of salts.

HSU-TUNG LU — 2013 г.

Monodispersed raw silica nanoparticles (RSNPs) with the particle size of 40 nm were successfully fabricated by condensation reaction of tetraethylorthosilicate in methanol with high concentration ammonia (1.2 M). The RSNPs were treated with the coupling agent 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS) for grafting amine groups on the surface to obtain the amino-functionalized silica nanoparticles (ASNPs). The chemical structure and surface morphology of RSNPs and ASNPs were characterized by Fourier-transform infrared spectra, solid-state NMR spectra and scanning electron microscopy. In addition, a method to quantify the grafted amine groups on the surface of ASNPs was developed by using the ninhydrin assay. The ninhydrin analysis showed that 60 mol % of the APTMS molecules were immobilized on the surface, that is, 4.4 amine groups per nm2 of surface area were bonded on nonporous ASNPs. The weight loss of particles obtained from thermogravimetry analysis indicated the amount of grafted amine groups and was used as a reference to compare with the value determined from ninhydrin method.

HWANG H.A., LEE B.M., LEE M.S., LIM J.C. — 2013 г.

In this study, cationic surfactants having two, three or four hydroxyl groups were synthesized by the condensation reaction of n-octadecyl glycidyl ether and amine (methyl amine and dimethyl amine) followed by the quaternization with dimethyl sulfate. The structure of a resulting product was determined by 1H NMR and FT-IR spectroscopies. Interfacial tensions measured as a function of time for n-decane drops brought into contact with 1 wt. % surfactant solutions at 25°C indicated that the interfacial tension decreased over a period of about 10–15 minutes to an equilibrium value. The results of contact angle measurements indicate that C18-BADM surfactant having four hydroxyl groups is the best wetting agent among others studied. Moreover, the excellent adsorption capacity of C18-BADM system suggests that it can be used as a softening agent during a laundry process. The results of foam stability measurement were consistent with those of CMC and contact angle. The percentage of foam volume decrease was found to increase with the hydrophilicity of a surfactant.

МОВЧАН Т.Г., ПЛОТНИКОВА Е.В., УСЬЯРОВ О.Г. — 2013 г.

В интервале длин волн от 190 до 1000 нм изучено поглощение монохроматического света в растворах бромидов цетилтриметиламмония (БЦТА) и цетилпиридиния (БЦП). Исследование проводили при температуре 30°C и варьируемой концентрации поверхностно-активного вещества (ПАВ) от 5 ? 10-5 до 3.5 ? 10-3 М. Обнаружено, что спектры растворов LiBr, KBr и БЦТА в домицеллярной области концентраций совпадают. Они являются унимодальными, и высота максимума при max 193 нм зависела только от концентрации Br-. В отличие от растворов БЦТА растворы БЦП в УФ-части спектра характеризовались существованием двух максимумов поглощения вблизи max1 = 191 нм и max2 = 259 нм, а также плеча в интервале 210–218 нм. Их наличие обусловлено присутствием в растворах как анионов Br-, так и катионов ЦП+. Зависимости суммарного поглощения от концентрации БЦП в изученном диапазоне длин волн имеют изломы как в домицеллярной области, так и при переходе к мицеллярным растворам, которые характеризуют критические концентрации димеризации и мицеллообразования, соответственно, тогда как для БЦТА подобная закономерность обнаружена только вблизи критической концентрации мицеллообразования. На основании данных о концентрационной зависимости абсорбции предложен метод нахождения степени связывания противоионов мицеллами ионных ПАВ. Рассчитанные величины для БЦТА и БЦП составляют 0.89 ± 0.1.

САФРОНОВА Е.А., СЕРГЕЕВА И.П., СОБОЛЕВ В.Д. — 2013 г.

Методом капиллярной электрокинетики (измерения потенциала и тока течения в исходных и гидрофобизированных капиллярах из плавленого кварца радиусом 5–7 мкм) изучено формирование адсорбционных слоев при контакте с растворами, содержащими катионный полиэлектролит (полидиметидилаллиламмоний хлорид). Показано, что при адсорбции полиэлектролита происходит перезарядка как гидрофильной, так и гидрофобной поверхности, причем на гидрофобной поверхности адсорбируется меньше вещества, чем на гидрофильной. На обеих поверхностях адсорбция возрастает с увеличением концентрации раствора полимера. На чистой поверхности кварца адсорбция катионного полиэлектролита обусловлена, главным образом, электростатическим притяжением, в случае гидрофобной поверхности возрастает доля гидрофобных взаимодействий. Исследование деформируемости слоя показало, что на гидрофильных поверхностях слой стареет и его структура зависит от концентрации полимерного раствора. На модифицированной поверхности деформация даже свежесформированных слоев невелика, что говорит о формировании на гидрофобной поверхности более плотного слоя. В случае гидрофобной поверхности, в отличие от гидрофильной, наблюдается частичная десорбция полиэлектролита.

ГАЛАШЕВ А.Е. — 2013 г.

Методом молекулярной динамики изучена адсорбция от одной до шести молекул аммиака кластерами воды, содержащими 50 молекул. Адсорбция молекул NH3 приводит к значительному усилению интенсивности спектра поглощения ИК-излучения, существенному уменьшению мощности испускания в частотном диапазоне 0 3500 см-1 и трансформации спектра отражения от непрерывной формы к полосатой. В результате формирования шероховатой поверхности адсорбированными молекулами аммиака во всем частотном диапазоне снижаются коэффициент поглощения и показатель преломления системы водно-аммиачных кластеров. Адсорбция кластерами воды молекул аммиака приводит к сильному сокращению числа активных к электромагнитному излучению электронов.

ДУТКА В.С., ДУТКА Ю.В., КОВАЛЬСКИЙ Я.П. — 2013 г.

Изучена адсорбция олигопероксида себациновой кислоты на аэросиле и МgО и пероксида бензоила на Fe2O3, Cr2O3, V2O5. Установлено, что адсорбция пероксидов на исследованных адсорбентах описывается уравнением Ленгмюра. Адсорбция пероксида бензоила растет в ряду Fe2O3 < Cr2O3 < V2O5. Изучены процессы термического распада пероксидов в присутствии использованных адсорбентов. Суммарная реакция распада пероксидов включает в себя две составляющие: распад в растворе и на поверхности адсорбента. Определены кинетические и активационные параметры реакции термораспада в растворе и на поверхности.

БАРВИНЧЕНКО В.Н., ЛИПКОВСКАЯ Н.А., ФЕДЯНИНА Т.В. — 2013 г.

Исследована адсорбция универсального антисептика катионного ПАВ мирамистина на поверхности высокодисперсного кремнезема. Показано, что при адсорбции из кислых домицеллярных растворов основной вклад в связывание мирамистина с поверхностью вносит образование водородных связей между амидными группами молекул ПАВ и силанольными группами кремнезема, к которому с увеличением рН добавляется ионное взаимодействие между положительно заряженным четвертичным атомом азота мирамистина и отрицательно заряженной диссоциированной силанольной группой. При адсорбции из мицеллярных растворов увеличение поверхностной концентрации мирамистина практически не зависит от рН раствора, поскольку образование второго слоя происходит преимущественно за счет гидрофобных взаимодействий.

ПЕТРИШИН Р.С., ЯРЕМКО З.М. — 2013 г.

Исследована адсорбция хлорида бензэтония из водных растворов на поверхности высокодисперсных частиц оксида алюминия, диоксида титана и диоксида циркония. Для характеристики структуры адсорбционных слоев предложено использовать соотношение количества адсорбированных молекул хлорида бензэтония к количеству поверхностных гидроксильных групп как потенциальных адсорбционных центров. Показано, что формирование надмолекулярных образований из молекул хлорида бензэтония на твердой поверхности начинается при его концентрациях в суспензиях значительно меньших, чем критическая концентрация мицеллообразования. Установлено, что адсорбция хлорида бензэтония происходит по механизму одновременного взаимодействия молекул поверхностно-активного вещества с поверхностными гидроксильными группами и гидрофобного взаимодействия их углеводородных хвостов; количество молекул, адсорбированных в результате этих взаимодействий, зависит как от концентрации хлорида бензэтония в растворе, так и от плотности гидроксильных групп на поверхности оксидов.

ЗУЕВ Ю.Ф., ЗУЕВА О.С., ИДИЯТУЛЛИН Б.З., ПОТАРИКИНА К.С., УСЬЯРОВ О.Г. — 2013 г.

Методом 1H ЯМР-спектроскопии изучены зависимости химических сдвигов протонов различных атомных групп додецилсульфата натрия (ДСН) от концентрации поверхностно-активного вещества (ПАВ) в водных растворах. Обнаружены три области концентраций ПАВ с различными концентрационными зависимостями химических сдвигов. Первая соответствует домицеллярной области, вторая находится в окрестности критической концентрации мицеллообразования (ККМ1), а третья соответствует высоким концентрациям ПАВ, при которых заметную роль играют взаимодействия между мицеллами. Определенные на основании концентрационных зависимостей химических сдвигов параметры ассоциации ДСН (ККМ1 и ККМ2) находятся в удовлетворительном согласии с известными литературными данными. Для первого интервала концентраций введено понятие критической концентрации димеризации (ККД). С использованием модели двух состояний получены оценки ККД и константы димеризации K2 (210 ± 60 дм3/моль).

АЛЕКСЕЕНКО Е.Ю., ДОЛЕНКО С.А., ТАРАСЕВИЧ Ю.И., ТРИФОНОВА М.Ю. — 2013 г.

Проведены комплексные исследования коллоидно-химических свойств гуминовых кислот в водных растворах в зависимости от их концентрации, рН среды и природы противоиона. Установлено, что в водных растворах при pH < 4 гуминовые кислоты в Na-форме находятся в виде агрегатов с размерами 30–120 нм. При pH > 4 состояние гуминовых кислот зависит от концентрации растворов. При низких концентрациях они существуют в виде отдельных молекул, по мере увеличения концентрации они ассоциируют с образованием при 5 мг/дм3 надмолекулярных структур и при 8 г/дм3 – мицелл. Показано, что повышение заряда противоиона снижает критическую концентрацию образования надмолекулярных структур. Такие надмолекулярные структуры обладают повышенной адсорбцией на глинистых минералах, а также способствуют проявлению солюбилизирующих свойств гуминовых кислот в растворах уже при концентрации 5 мг/дм3, что на три порядка ниже критической концентрации мицеллообразования (8 г/дм3).

САМСОНОВ Ю.Н. — 2013 г.

Получены аналитические решения уравнений броуновской диффузии, описывающие распределение на выходе из канала локальных концентраций частиц, прошедших через щелевидный канал, для случая как однородного, так и неоднородных источников частиц. Точечные и сегментные источники, размещенные на входе, создают неоднородные входные концентрации. Источники могут эмитировать частицы как в одноимпульсном, так и импульсно-периодическом (квазистационарном) режиме работы. Решения получены для ламинарного течения с параболическим профилем скоростей газа по сечению канала (пуазейлевское течение) и для потока с плоским профилем (“пробковое” течение). Обсуждены физические и математические особенности броуновской диффузии при импульсной и импульсно-периодической (квазистационарной) точечной или сегментной эмиссии частиц в пуазейлевский поток. Проведено сравнение распределений частиц для точечного источника частиц, полученных аналитически и при моделировании методом Монте-Карло.

ВЛАСОВА Н.Н., ГОЛОВКОВА Л.П., МАРКИТАН О.В., СТУКАЛИНА Н.Г. — 2013 г.

Изучена адсорбция пуриновых и пиримидиновых оснований нуклеиновых кислот из водных растворов на поверхности кремнезема, модифицированного путем предварительной адсорбции профлавина, в зависимости от рН и концентрации адсорбата. Показано, что основания взаимодействуют с профлавином, молекулы которого связываются с нейтральными силанольными группами кремнезема водородными связями. Рассчитаны константы равновесия реакций комплексообразования между основаниями и адсорбированным профлавином.

ПОСТНОВА И.В., СЕРГЕЕВА К.М., ЩИПУНОВ Ю.А. — 2013 г.

Разработан способ одностадийного включения квантовых точек сульфида кадмия, синтезированных в присутствии меркаптоянтарной кислоты, в силикатную матрицу, формируемую с помощью прекурсора с остатками этиленгликоля, тетракис(2-гидроксиэтил)ортосиликата, который ранее для этого не применялся. Он лучше совмещается с веществами многих классов, чем традиционно используемый тетраэтоксисилан. К числу его преимуществ относятся также неограниченная растворимость в воде, выделение при гидролизе этиленгликоля вместо спирта, который не вызывает осаждения квантовых точек, возможность проведения золь–гель процесса при любом значении pH в диапазоне 2–10 без добавления кислоты или щелочи и без нагревания. При введении 50 мас. % прекурсора в дисперсию квантовых точек переход системы в гель происходит уже через несколько минут. Синтезированные гибридные материалы оптически прозрачны. При этом включенные в матрицу квантовые точки обладают люминесценцией и их спектральные характеристики остаются практически неизменными.

2013

ВЫСОЦКИЙ В.В., РОЛДУГИН В.И., СЕНЧИХИН И.Н., УРЮПИНА О.Я. — 2013 г.

Исследована проводимость кольцевых осадков, формирующихся на периферии испаряющихся капель коллоидных растворов наночастиц серебра. Показано, что зависимость сопротивления кольцевых осадков от размера наночастиц демонстрирует перколяционный переход. По данным о геометрической форме осадков проведена оценка их удельной проводимости. Установлен ее немонотонная зависимость от размера наночастиц. Отмечено, что в достаточно сильных полях имеет место резкое возрастание проводимости композитных слоев по истечении некоторого индукционного периода. Обнаружено изменение рентгеновских спектров, характерных для серебра, в образцах, проводимость которых возросла под действием внешнего электрического поля.

ПЕТРИШИН Р.С., СОЛТЫС М.Н., ЯРЕМКО З.М. — 2013 г.

В широком диапазоне значений pH среды и концентрации полиметакриловой кислоты изучены электроповерхностные свойства и агрегативная устойчивость водных суспензий диоксида титана. С использованием 2pK-модели найдены константы ионизации поверхностных гидроксильных групп диоксида титана, и установлено, что адсорбция макромолекул полиметакриловой кислоты существенно уменьшает долю нейтральных (незаряженных) гидроксильных групп и изменяет соотношение положительно и отрицательно заряженных поверхностных гидроксильных групп.

БРИЧКИН С.Б., РАЗУМОВ В.Ф., СПИРИН М.Г. — 2013 г.

Разработана методика гидрофилизации полупроводниковых квантовых точек CdSe с использованием анионных, катионных и неионогенных ПАВ. В зависимости от типа ПАВ такие частицы могут быть заряжены положительно, отрицательно или не нести никакого заряда. Несмотря на универсальность методики, гидрофилизация конкретными ПАВ требует использования индивидуальных концентраций реагентов и значений pH среды. В оптимальных условиях после перевода квантовых точек в воду квантовый выход их люминесценции может значительно увеличиваться. Найдены условия, при которых люминесцентные свойства гидрофильных частиц сохраняются практически неизменными на протяжении длительного времени.

ЕЛСУКОВ Е.П., КОЛОДКИН Д.А., ПОРСЕВ В.Е., ПРОТАСОВ А.В., РЫБИН Д.С., УЛЬЯНОВ А.Л. — 2013 г.

Методами рентгеновской дифракции, мессбауэровской спектроскопии, инфракрасной спектроскопии и лазерной дифрактометрии изучены структурно-фазовые превращения при механическом сплавлении Si и 57Fe в атомном соотношении 99 : 1. Установлено, что процесс включает в себя формирование нанокристаллического состояния Si с размерами кристаллитов менее 10 нм, образование аморфной фазы Si вблизи поверхности частиц и в приграничных искаженных зонах интерфейсов наноструктуры Si, проникновение атомов 57Fe по границам зерен, формирование в интерфейсах кластеров Si–Fe с локальным окружением атомов Fe, характерным для деформированной фазы -FeSi2.

КУЧМА А.Е., МАРТЮКОВА Д.С., ЩЁКИН А.К. — 2013 г.

Исследована динамика изменения размера и состава капли в смеси двух паров и неконденсирующегося газа-носителя при произвольном начальном размере капли и двух предельных начальных концентрациях раствора в капле, соответствующих чистым первому и второму компонентам. Проанализированы условия немонотонного изменения радиуса капли во времени. Исследована физическая ситуация при бинарной конденсации, когда на начальном этапе, прежде чем капля начинает расти и устанавливается стационарная концентрация раствора в ней, происходит существенное уменьшение размера капли. Рассмотрена и противоположная ситуация, когда капля на начальном этапе растет, а затем переходит в режим монотонного испарения.