научный журнал по химии Коллоидный журнал ISSN: 0023-2912

Архив научных статейиз журнала «Коллоидный журнал»

  • МОДЕЛИРОВАНИЕ АЭРОЗОЛЬНЫХ ВОЛОКНИСТЫХ ФИЛЬТРОВ ПРИ ЧИСЛАХ РЕЙНОЛЬДСА ПОРЯДКА ЕДИНИЦЫ

    ВЫСОЦКИЙ В.В., КИРШ В.А., РОЛДУГИН В.И., ШАБАТИН А.В. — 2015 г.

    1. льших значениях Re, чем больше плотность упаковки фильтра. Различие коэффициентов захвата в случае инерционного осаждения возрастает с увеличением параметра зацепления. Для рядов с a/h > 0.2 (а – радиус волокна, 2h – расстояние между волокнами в ряду), включая ряды с неоднородным расположением волокон, расчеты по линеаризованным и полным уравнениям Навье–Стокса дают близкие результаты вплоть до Re 1.

  • МОДЕЛИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ СУБМИКРОННЫХ ЧАСТИЦ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ В ПРОДУКТАХ СГОРАНИЯ УГЛЕЙ

    КОРЦЕНШТЕЙН Н.М., ЛЕБЕДЕВА Л.Н., ПЕТРОВ Л.В., САМУЙЛОВ Е.В. — 2015 г.

    Проведен термодинамический анализ состава продуктов сгорания 15 видов углей с учетом и без учета алюмосиликатов калия и натрия. На основе полученных результатов предложена замкнутая модель образования субмикронных частиц в продуктах сгорания углей, позволяющая получить оценку сверху на содержание субмикронных частиц в этих продуктах. С использованием компьютерной реализации предложенной модели проведено численное моделирование объемной конденсации паров сульфата калия в потоке продуктов сгорания при их охлаждении в технологическом тракте. Получены данные по счетной концентрации и распределению по размерам образующихся частиц. При разумном значении свободного параметра модели получено согласие с экспериментальными данными по среднему размеру частиц.

  • МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГЕЛЕОБРАЗОВАНИЯ В ЦИСТЕИН-СЕРЕБРЯНОМ РАСТВОРЕ МЕТОДОМ ДИССИПАТИВНОЙ ДИНАМИКИ ЧАСТИЦ

    БАБУРКИН П.О., КОМАРОВ П.В., ПАХОМОВ П.М., ХИЖНЯК С.Д. — 2015 г.

    Представлены результаты моделирования гелеобразования в цистеин-серебряном растворе. Все расчеты выполнены в рамках метода диссипативной динамики частиц. В разработанной модели введение соли, инициирующей процесс гелеобразования, учитывается не явно, а посредством задания параметров взаимодействия между полярными группами цистеина и растворителя. Показано, что волокна сетки геля формируются в узком диапазоне концентрации соли-инициатора вследствие ослабления взаимодействия полярных групп цистеина с растворителем.

  • НАСТРОЙКА ПЛАЗМОННОГО РЕЗОНАНСА ЗОЛОТЫХ НАНОСТЕРЖНЕЙ МЕТОДОМ КОНТРОЛИРУЕМОГО ТРАВЛЕНИЯ

    БУРОВ А.М., ХАНАДЕЕВ В.А., ХЛЕБЦОВ Б.Н., ХЛЕБЦОВ Н.Г. — 2015 г.

    Получение золотых наностержней с заданными геометрическими характеристиками является принципиально важным для большого числа приложений, поскольку даже небольшие изменения их абсолютных размеров или осевого отношения могут приводить к значительному изменению положения и интенсивности максимумов резонансного поглощения и рассеяния света. В данной работе предложен способ настройки плазмонного резонанса золотых наностержней в широком диапазоне длин волн, заключающийся в их контролируемом травлении вдоль длинной оси комплексом ионов Au3+ с бромидом цетилтриметиламмония. Синтезированы золотые наностержни с продольным плазмонным резонансом на длине волны 920 нм, средней толщиной 16 нм и осевым отношением около 5. Добавление к коллоиду наностержней раствора золотохлористоводородной кислоты приводит к их травлению с концов, уменьшению осевого отношения при сохранении толщины и, как следствие, к сдвигу продольного плазмонного резонанса в коротковолновую область. Осевое отношение получаемых в результате наночастиц и положение плазмонного резонанса полностью определяются соотношением атомов золота в исходных наностержнях и ионов золота в растворе. Это позволяет варьировать значение осевого отношения наностержней от 5 до 1 и осуществлять точную настройку плазмонного резонанса в диапазоне длин волн от 920 до 520 нм. Показано также, что предложенный метод можно использовать и для контролируемого травления золотых наносфер.

  • НАЧАЛЬНАЯ СТАДИЯ МЕХАНИЧЕСКОГО СПЛАВЛЕНИЯ В БИНАРНОЙ СИСТЕМЕ НА ОСНОВЕ CR C FE

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

    Методами оже-спектрометрии, рентгеновской дифракции и мессбауэровской спектроскопии изучена начальная стадия механического сплавления в бинарных системах Cr–Fe в атомных соотношениях 80 : 20 и 99 : 1 (57Fe). Обнаружено формирование кластеров оксидов Cr(Fe)хOy в месте контакта частиц Cr и 57Fe на самых ранних стадиях механической обработки смеси Cr(99)/57Fe(1). С увеличением времени обработки и формированием наноструктурного состояния происходит деструкция кластеров оксидов и растворение O в матрице Cr, приводящее к увеличению параметра решетки Cr. С формированием наноструктуры в Cr атомы Fe проникают через границы зерен в приграничные искаженные зоны интерфейсов и затем в объем зерен. Процесс характеризуется неоднородным концентрационным распределением атомов Fe в Cr. Установлена линейная зависимость продуктов реакции и удельной поверхности границ зерен на начальной стадии механического сплавления от дозы механической энергии.

  • НЕКОТОРЫЕ КОЛЛОИДНО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОЛИБДЕНОВЫХ СИНЕЙ, СИНТЕЗИРОВАННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЛЮКОЗЫ В КАЧЕСТВЕ ВОССТАНОВИТЕЛЯ

    БАЖЕНОВА М.Д., ГАВРИЛОВА Н.Н., НАЗАРОВ В.В. — 2015 г.

    Синтезированы образцы молибденовых синей с использованием глюкозы как восстановителя. Исследовано влияние условий синтеза на характеристики частиц. Установлено, что независимо от температуры синтеза и порядка смешения реагентов дисперсная фаза представлена кольцеобразными частицами, размер которых не превышает 5 нм. Синтезированные дисперсные системы стабильны в области pH от 0.8 до 3.0. Показано, что в этом интервале значений pH -потенциал частиц отрицателен, при pH менее 0.7 – он положителен.

  • О ЕДИНОМ МЕХАНИЗМЕ ДЕЙСТВИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ СИЛ РАЗЛИЧНОЙ ПРИРОДЫ

    РОЛДУГИН В.И. — 2015 г.

    На основе простых соображений показано, что поверхностные силы различной природы – электростатические, дисперсионные, структурные и гидрофобные – определяются осмотическим давлением тех или иных компонентов, присутствующих в системе.

  • О РОЛИ КОЭФФИЦИЕНТА АКТИВНОСТИ В ПРОЦЕССАХ ДИФФУЗИИ ИОННЫХ ПАВ В МИЦЕЛЛЯРНЫХ РАСТВОРАХ

    МОВЧАН Т.Г., ПЛОТНИКОВА Е.В., РУСАНОВ А.И. — 2015 г.

    Сформулированы теоретические соотношения, описывающие влияние коэффициента активности (отражающего взаимодействие между частицами) на коэффициент диффузии ПАВ в мицеллярной системе. С помощью бром-селективного электрода измерен коэффициент активности бромида гексадецилтриметиламмония в водном мицеллярном растворе. Анализ полученных данных показывает, что в возрастании коэффициента диффузии выше ККМ и последующем его снижении действие подвижности ПАВ и вязкости оказывается сильнее влияния взаимодействия между частицами мицеллярной системы.

  • ОБ ИСПАРЕНИИ ЖИДКОСТИ ИЗ КАПЕЛЬ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ SIO2 И FE2O3

    ДМИТРИЕВ А.С., МАКАРОВ П.Г. — 2015 г.

    Исследовано испарение жидкости из капель наноколлоидов Fe2O3 и SiO2, осажденных на плоскую поверхность. Проведено сопоставление геометрии капель и интенсивности проходящего через них света. Установлено, что процесс испарения капель можно разделить на ряд этапов, для каждого из которых характерен определенный тип поведения взвешенных наночастиц. Исследованы закономерности образования кольцевых осадков, известных в литературе как “coffee-rings” (кофейные кольца). Структуры кольцевого осадка, формирующиеся при испарении различных дисперсий, в принципиальных чертах одинаковы. Время полного испарения жидкости, определенного спектрометрически, оказалось больше времени, определенного из визуального наблюдения геометрии капли. Предложена модель испарения капель коллоидных растворов наночастиц.

  • ОБРАТНАЯ МИЦЕЛЛА АОТ В СРЕДЕ СВЕРХКРИТИЧЕСКОГО ДИОКСИДА УГЛЕРОДА

    БРОДСКАЯ Е.Н., МУДЖИКОВА Г.В. — 2015 г.

    Методом молекулярной динамики выполнено моделирование обратной мицеллы Аэрозоля ОТ в среде сверхкритического диоксида углерода. Впервые для моделирования мицеллы в тройной системе “вода–Аэрозоль ОТ–сверхкритический CO2” моделирование ПАВ и сверхкритической жидкости выполнено в рамках грубозернистого приближения. Показано, что структурные и энергетические характеристики мицеллы с хорошей точностью описываются с помощью упрощенных моделей.

  • ОДНОСТАДИЙНЫЙ CИНТЕЗ МОНОЛИТНОГО МАКРОПОРИСТОГО ПОЛИМЕТИЛСИЛСЕСКВИОКСАНА, АБСОРБИРУЮЩЕГО НЕФТЬ

    LI-JEN CHEN, ПОСТНОВА И.В., ЩИПУНОВ Ю.А. — 2015 г.

    Описан одностадийный метод синтеза монолитного мезо/макропористого полиметилсилсесквиоксана в нейтральном водном растворе без катализатора и нагрева. При отжиге не выше 300°C получается супергидрофобный материал, абсорбирующий масляные и нефтяные загрязнения на поверхности воды.

  • ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ КРАЕВЫХ ЭФФЕКТОВ ПРИ АДСОРБЦИИ ЛЕННАРД-ДЖОНСОВСКОГО ФЛЮИДА В КОНЕЧНЫХ ЩЕЛЯХ МЕТОДОМ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

    БРОДСКАЯ Е.Н., ВАНИН А.А., КОПАНИЧУК И.В. — 2015 г.

    Методом Монте-Карло проведены расчеты адсорбции леннард-джонсовского флюида в ограниченных щелях. В широком интервале давлений рассчитаны изотермы адсорбции метана в круглых конечных углеродных щелях различной ширины. Для конечных щелей оценен вклад краевых эффектов в адсорбционное поведение метана по сравнению с бесконечными щелями. Получено качественное согласие с выводами асимптотической теории относительно поведения локальной плотности в конечных щелях.

  • ОСАЖДЕНИЕ НАНОЧАСТИЦ В МНОГОСЛОЙНЫХ МОДЕЛЬНЫХ ВОЛОКНИСТЫХ ФИЛЬТРАХ C ДВУМЕРНЫМ ПОЛЕМ ТЕЧЕНИЯ

    КИРШ В.А., ШАБАТИН А.В. — 2015 г.

    Исследовано диффузионное осаждение аэрозольных наночастиц при малых числах Рейнольдса в высокопористых модельных фильтрах, состоящих из перпендикулярных потоку эквидистантных рядов параллельных волокон, образующих упорядоченную двумерную квадратную и гексагональную структуру. В широком диапазоне чисел Пекле рассчитаны коэффициенты захвата частиц волокнами в зависимости от числа рядов волокон N. Показано, что наибольшее влияние диффузионного следа проявляется для модели с квадратной структурой и что уменьшение средних значений с ростом N по сравнению с для изолированного ряда тем заметнее, чем больше диффузионное число Пекле.

  • ОСАЖДЕНИЕ НАНОЧАСТИЦ В МНОГОСЛОЙНЫХ МОДЕЛЬНЫХ ВОЛОКНИСТЫХ ФИЛЬТРАХ C ТРЕХМЕРНОЙ СТРУКТУРОЙ

    КИРШ В.А., ШАБАТИН А.В. — 2015 г.

    Исследовано диффузионное осаждение аэрозольных наночастиц при малых числах Рейнольдса в модельном фильтре с трехмерной структурой, образованной из двух гексагональных решеток параллельных волокон, повернутых друг относительно друга под прямым углом и перпендикулярных направлению потока. В широком диапазоне чисел Пекле рассчитаны коэффициенты захвата частиц волокнами в зависимости от числа рядов волокон. Показано, что влияние диффузионного следа за волокном на осаждение наночастиц в высокопористых фильтрах с трехмерной структурой менее заметно, чем в фильтрах с двумерной структурой, причем при плотности упаковки трехмерных фильтров менее чем 0.05, влияние диффузионного следа можно не учитывать. Предлагается двойную гексагональную модель использовать в качестве адекватной модели реальных волокнистых фильтров.

  • ОСОБЕННОСТИ ТРАНСПОРТНЫХ СВОЙСТВ ХИТОЗАНОВЫХ ПЛЕНОК. 1. КОНЦЕНТРАЦИОННАЯ ПРЕДЫСТОРИЯ ПЕРВАПОРАЦИИ

    АГЕЕВ Е.П., МАТУШКИНА Н.Н. — 2015 г.

    В работе в качестве разделительных мембран в процессе первапорации водного раствора изопропанола использовали пленки из хитозана, полученные термическим способом из формовочных растворов, содержащих осадитель хитозана – этанол. Определены плотность потока и состав пермеата в зависимости от состава формовочного раствора и раствора, подлежащего разделению, а также от концентрационной предыстории процесса разделения. Концентрационная предыстория отражает специфику набухающих полимерных сорбентов, для которых характерна лабильная структура и макроскопические сорбционные деформации. Наличие концентрационной предыстории означает, что при фиксированной концентрации исходного раствора величины, характеризующие транспортные свойства полимера, зависят от маршрута процесса, по которому достигли данной концентрации. Определены состав формовочного раствора и маршрут изменения исходной концентрации разделяемого раствора, соответствующие наибольшему значению введенного нами критерия эффективности процесса. Показано, что на пленках, сформованных из раствора, содержащего 20 мас. % этанола, плотность потока воды обратимо возрастает более чем в 100 раз по сравнению с плотностью потока водно-спиртового раствора.

  • ОСОБЕННОСТИ ТРАНСПОРТНЫХ СВОЙСТВ ХИТОЗАНОВЫХ ПЛЕНОК. 2. ПЛОТНОСТЬ ПЕРВАПОРАЦИОННОГО ПОТОКА ЧЕРЕЗ ХИТОЗАНОВЫЕ ПЛЕНКИ РАЗЛИЧНОЙ ПЛОЩАДИ

    АГЕЕВ Е.П., МАТУШКИНА Н.Н. — 2015 г.

    Плотность трансмембранного потока может зависеть от площади мембраны только в том случае, если с изменением последней изменяются свойства мембраны. Эта ситуация имеет место в процессе первапорации с использованием пленок хитозана, набухающих в разделяемом водно-изопропанольном растворе. Определены плотность потока и состав пермеата в зависимости от состава формовочного раствора, содержащего, в том числе, осадитель, концентрации разделяемого раствора и площади пленок (2 и 20 см2) в первапорационных установках. На пленках хитозана площадью 20 см2 имели место, независимо от состава формовочного раствора, аномально высокие плотности потоков воды и изопропанола по сравнению с плотностью потока водноспиртового раствора. При использовании в процессе первапорации пленки площадью 2 см2 все наблюдаемые аномалии исчезли, кроме одной, – во всех экспериментах пермеат был обогащен изопропанолом.

  • ОТВЕТ НА КОММЕНТАРИЙ П.Ю. АПЕЛЯ

    ВИЛЕНСКИЙ А.И., МЧЕДЛИШВИЛИ Б.В., САББАТОВСКИЙ К.Г., СОБОЛЕВ В.Д. — 2015 г.

    DOI: 10.7868/S0023291215030088 Список литературы

  • ПЛЕНКИ ЛЕНГМЮРА–БЛОДЖЕТТ НА ОСНОВЕ ОКТАДЕЦИЛАМИНА, СОДЕРЖАЩИЕ ГЕКСАЦИАНОФЕРРАТЫ ЖЕЛЕЗА И МЕДИ

    ЖУКОВ А.Н., ИВАНОВ Н.С., КОНДРАТЬЕВ Ю.В., СУХОДОЛОВ Н.Г., ЯНКЛОВИЧ А.И. — 2015 г.

    Пленки Ленгмюра–Блоджетт на основе октадециламина (ОДА), модифицированные гексацианоферратами металлов, представляют собой перспективные системы с точки зрения их ионообменной способности. На основе анализа изотерм сжатия сделан вывод, что гексацианоферраты железа и меди встраиваются в монослой ОДА. Определены оптимальные условия для переноса таких гибридных пленок на твердую подложку методом Ленгмюра–Блоджетт. С помощью спектрофотометрических измерений определено оптимальное время, необходимое для образования гексацианоферратов железа и меди в монослое. Перенос монослоев ОДА, модифицированных гексацианоферратами железа и меди, на токопроводящую подложку подтвержден с помощью атомно-силовой микроскопии. Показано, что значения ЭДС гальванических элементов, созданных на основе систем ОДА/Fe4[Fe(CN)6]3 KCl и ОДА/Cu3[Fe(CN)6]2 NH4Cl, близки к теоретическим.

  • ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ КАВИТАЦИОННЫХ ПОЛОСТЕЙ ПО ДАННЫМ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЗАРОДЫШЕОБРАЗОВАНИЯ В РАСТЯНУТОЙ ЖИДКОСТИ

    БАЙДАКОВ В.Г. — 2015 г.

    По данным о работе образования критических кавитационных полостей и эффективный радиус R. Величина * = kBT/ = 0.35–0.8. Результаты расчета аппроксимированы расширенным уравнением Толмена, учитывающим помимо линейной ( /R), также квадратичную ( l2/R2) по кривизне поправку к поверхностному натяжению критической полости. Показано, что параметр отрицателен и составляет десятые доли от диаметра атома, величина l существенно зависит от температуры и достигает на верхней границе исследуемого температурного интервала диаметра леннард-джонсовского атома.

  • ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ СМЕШАННЫХ МОНОСЛОЕВ ЛЕНГМЮРА НА ОСНОВЕ 10,12-ПЕНТАКОЗАДИИНОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

    АРСЛАНОВ В.В., ДУБАС А.Л., КАЛИНИНА М.А. — 2015 г.

    Работа посвящена получению и исследованию ультратонких полимерных пленок на основе 10,12-пентакозадииновых кислоты и амина. Изучены смешанные катион-анионные монослои Ленгмюра из этих соединений с различным соотношением компонентов. Установлено, что электростатическое притяжение головных групп компонентов монослоя способствует растеканию диацетиленовых мономеров на поверхности водной субфазы и предотвращает кристаллизацию пентакозадииновой кислоты. С помощью оптоволоконной спектрометрии исследовано влияние плотности упаковки монослоя на эффективность реакции полимеризации в системе и изучены оптические свойства двумерных сополимеров. Показано, что взаимодействия разноименных головных групп в полимеризованном монослое, способствуя образованию пленки с низкой усадкой, не препятствуют быстрой релаксации напряженной голубой формы полимера в красную форму с меньшим сопряжением связей. Впервые получены оптически однородные ультратонкие пленки на основе сополимеров диацетиленовых ПАВ и изучена их морфология с помощью атомно-силовой микроскопии.