Природные алюмосиликатные нанотрубки: структура и свойства
Систематизированы сведения о химии природных алюмосиликатных нанотрубок. Приведены данные о химическом составе, структуре кристаллов и поверхности, термической стабильности и спектральных характеристиках нанотрубок. Рассмотрены структурообразующие, адсорбционные, каталитические свойства алюмосиликат...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Наноструктурное материаловедение |
|---|---|
| Datum: | 2009 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України
2009
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/62637 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Природные алюмосиликатные нанотрубки: структура и свойства / С.Я. Бричка // Наноструктурное материаловедение. — 2009. — № 2. — С. 40-53. — Бібліогр.: 60 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860261613967245312 |
|---|---|
| author | Бричка, С.Я. |
| author_facet | Бричка, С.Я. |
| citation_txt | Природные алюмосиликатные нанотрубки: структура и свойства / С.Я. Бричка // Наноструктурное материаловедение. — 2009. — № 2. — С. 40-53. — Бібліогр.: 60 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наноструктурное материаловедение |
| description | Систематизированы сведения о химии природных алюмосиликатных нанотрубок. Приведены данные о химическом составе, структуре кристаллов и поверхности, термической стабильности и спектральных характеристиках нанотрубок. Рассмотрены структурообразующие, адсорбционные, каталитические свойства алюмосиликатных нанотрубок и отмечены преимущества их использования в качестве наполнителей в полимерных матрицах.
Систематизовано відомості про хімію природних алюмосилікатних нанотрубок. Наведено дані про хімічний склад, структуру кристалів і поверхні, термічну стабільність та спектральні характеристики нанотрубок. Розглянуто структуротвірні, адсорбційні, каталітичні властивості алюмосилікатних нанотрубок і зазначено переваги використання їх як наповнювачів у полімерних матрицях.
Researches of chemistry of natural aluminosilicates nanotubes are reviewed. Chemical composition, structure of crystal and surface, thermal and spectroscopy properties are shown. Template, adsorption, catalytic properties of nanotubes are given.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:56:01Z |
| format | Article |
| fulltext |
Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2009, ¹ 2
ÔÓËËÅÐÅÍÛ, ÍÀÍÎÒÐÓÁÊÈ
È ÎÄÍÎÌÅÐÍÛÅ ÍÀÍÎÎÁÚÅÊÒÛ
Ñ.ß. Áðè÷êà
Èíñòèòóò õèìèè ïîâåðõíîñòè èì. À.À. ×óéêî ÍÀÍ Óêðàèíû
ã. Êèåâ, óë. Ãåíåðàëà Íàóìîâà, 17, Óêðàèíà, 03164
ÏÐÈÐÎÄÍÛÅ ÀËÞÌÎÑÈËÈÊÀÒÍÛÅ ÍÀÍÎÒÐÓÁÊÈ:
ÑÒÐÓÊÒÓÐÀ È ÑÂÎÉÑÒÂÀ
Ñèñòåìàòèçèðîâàíû ñâåäåíèÿ î õèìèè ïðèðîäíûõ àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðó-
áîê. Ïðèâåäåíû äàííûå î õèìè÷åñêîì ñîñòàâå, ñòðóêòóðå êðèñòàëëîâ è ïîâåðõíîñ-
òè, òåðìè÷åñêîé ñòàáèëüíîñòè è ñïåêòðàëüíûõ õàðàêòåðèñòèêàõ íàíîòðóáîê.
Ðàññìîòðåíû ñòðóêòóðîîáðàçóþùèå, àäñîðáöèîííûå, êàòàëèòè÷åñêèå ñâîéñòâà
àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê è îòìå÷åíû ïðåèìóùåñòâà èõ èñïîëüçîâàíèÿ â êà-
÷åñòâå íàïîëíèòåëåé â ïîëèìåðíûõ ìàòðèöàõ.
Õèìè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ òóáóëÿðíîé (òðóá÷àòîé) ôîðìû âûçû-
âàþò èíòåðåñ ó õèìèêîâ áëàãîäàðÿ íîâûì âîçìîæíîñòÿì â ñèíòåçå
ìàòåðèàëîâ ñ îòëè÷àþùèìèñÿ îò êëàññè÷åñêèõ àíàëîãîâ ñâîéñòâà-
ìè. Îñîáîå âíèìàíèå, êîòîðîå ïðîÿâëÿåòñÿ â äåñÿòêàõ òûñÿ÷ ïóá-
ëèêàöèé, ïðèâëåêàþò ê ñåáå óãëåðîäíûå íàíîòðóáêè [1]. Ê îñíîâî-
ïîëàãàþùèì ðåçóëüòàòàì â õèìèè óãëåðîäíûõ íàíîòðóáîê íàìè
îòíåñåí ðÿä îòêðûòèé è ðàçðàáîòîê: ñèíòåç íàíîòðóáîê ýëåêòðîäó-
ãîâûì è ïèðîëèòè÷åñêèì ìåòîäàìè; ïîëó÷åíèå íîâûõ êëàññîâ èí-
êàïñóëèðîâàííûõ ñîåäèíåíèé â íàíîòðóáêàõ ñ äèàìåòðîì ìåíüøå
10–15 A [2, 3]; âûñîêàÿ àäñîðáöèîííàÿ àêòèâíîñòü íàíîìàòåðèàëîâ
ê âîäîðîäó (äî 15 ìàññ.%), âàæíîìó èñòî÷íèêó ýíåðãèè [4, 5]; ïðè-
ãîòîâëåíèå ìàññèâîâ íàíîòðóáîê è òåñòèðîâàíèå èõ â êà÷åñòâå àâ-
òîýëåêòðîííûõ ýìèòòåðîâ ñ ïëîòíîñòüþ òîêà äî 3 À·ñì-2; èñïîëüçî-
âàíèå óãëåðîäíûõ íàíîòðóáîê â êà÷åñòâå õîëîäíûõ êàòîäîâ â ïðèáî-
ðàõ, ÷òî çíà÷èòåëüíî ñíèæàåò óðîâåíü ïîòðåáëåíèÿ ýíåðãèè [6]; ñîçäàíèå
ìàòåðèàëîâ ñ âûñîêèìè ïðî÷íîñòíûìè õàðàêòåðèñòèêàìè íà îñíîâå
îäíîñëîéíûõ íàíîòðóáîê (âåëè÷èíà ìîäóëÿ Þíãà äëÿ íàíîòðóáîê äî-
ñòèãàåò 1 ÒÏà) [7]. Â îáçîðå Â.Â. Ïîêðîïèâíîãî [8] ïðåäñòàâëåíû îá-
øèðíûå íàó÷íûå äàííûå ïî íåîðãàíè÷åñêèì íàíîòðóáêàì, ê íèì îòíî-
ñÿòñÿ òðóáêè BN, BNC, äèõàëüêîãåíèäíûå è ãàëîãåíèäíûå (MoS2, WS2,
GaSe è NiCl2), îêñèäíûå (V2O5, TiO2 è SiO2), ìåòàëëè÷åñêèå è äðóãèõ
êëàññîâ (Ni, Si, GaP è AlAs).
Êëþ÷åâûå ñëîâà: íàíîòðóáêè,
àëþìîñèëèêàòû, ñòðóêòóðà, àä-
ñîðáöèÿ, êàòàëèç
ÓÄÊ 544.16
Ñ.ß. ÁÐÈ×ÊÀ, 2009©
41
М
АТ
ЕР
И
АЛ
О
ВЕ
Д
ЕН
И
Е
Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2009, ¹ 2
Íàðÿäó ñ áîëüøèì ðàçíîîáðàçèåì ñèíòåòè-
÷åñêèõ íàíîòðóáîê ñóùåñòâóþò ïðèðîäíûå àëþ-
ìîñèëèêàòíûå (ãàëëîèçèòíûå) íàíîòðóáêè. Ãàë-
ëîèçèòíûé ìèíåðàë èäåíòèôèöèðîâàí â 1826 ãî-
äó êàê ðîäñòâåííûé êàîëèíó, äèêêèòó è íàêðè-
òó. Ñëîèñòàÿ ñòðóêòóðà ýòèõ ìèíåðàëîâ ñîñòî-
èò èç äâóõ ñåòîê — êðåìíåêèñëîðîäíîé òåòðà-
ýäðè÷åñêîé è àëþìîãèäðîêñèëêèñëîðîäíîé îê-
òàýäðè÷åñêîé, êîòîðûå ñâÿçàíû â åäèíûé ñëîé.
Ðàçíèöà âî âçàèìíîì ðàñïîëîæåíèè ñåòîê ïðè-
âîäèò ê îòëè÷èþ ñòðóêòóð âûøåïåðå÷èñëåííûõ
ìèíåðàëîâ ñ îäèíàêîâûì õèìè÷åñêèì ñîñòàâîì.
Îñíîâíîå îòëè÷èå ãàëëîèçèòîâ îò äðóãèõ ïîõî-
æèõ ìèíåðàëîâ çàêëþ÷àåòñÿ â êîëè÷åñòâå âîäû,
âíåäðåííîé ìåæäó ñëîÿìè êðèñòàëëè÷åñêîãî
òâåðäîãî òåëà. Â ðàííèõ ðàáîòàõ èññëåäîâàòå-
ëè ðàçäåëÿëè ìèíåðàë íà ãèäðàòèðîâàííóþ ôîð-
ìó — ýíäåëëèò è áåçâîäíóþ — ìåòàãàëëîèçèò.
Ãèäðàòèðîâàííûé ãàëëîèçèò â ðåíòãåíîâñêîì
äèôðàêöèîííîì ñïåêòðå èìååò õàðàêòåðíûé
ðåíòãåíîâñêèé ðåôëåêñ d001 ñ âåëè÷èíîé 10,1 A ,
÷òî äàëî îñíîâàíèå íàçûâàòü ìèíåðàë ãàëëîè-
çèò-(10 A ). Ïðîöåññ äåãèäðàòàöèè àëþìîñèëè-
êàòà íåîáðàòèì è âåäåò ê ôîðìèðîâàíèþ ìèíå-
ðàëà ãàëëîèçèò-(7 A ) ñ ïðåäåëüíî íèçêèì çíà÷å-
íèåì d001 = 7,14 A . Â äàííîé ïóáëèêàöèè áóäåì
ïðèäåðæèâàòüñÿ íîìåíêëàòóðû ñ ó÷åòîì äàí-
íûõ ðåíòãåíîãðàôè÷åñêîãî àíàëèçà. Ñëåäóÿ ëî-
ãèêå èçëîæåíèÿ, ïðèðîäíûå ãàëëîèçèòíûå íàíî-
òðóáêè ìîãóò áûòü íàçâàíû êàê òðóá÷àòûé ãàë-
ëîèçèò-(10 A ) è òðóá÷àòûé ãàëëîèçèò-(7 A ).
Áåéòñ ñ ñîàâòîðàìè âïåðâûå îòìåòèë [9], ÷òî
ãàëëîèçèòíûé ìèíåðàë èìååò â ñâîåì ñîñòàâå
÷àñòèöû ïðåèìóùåñòâåííî â ôîðìå òðóáîê. Íà-
ðÿäó ñ ýòèì ãàëëîèçèò âñòðå÷àåòñÿ â ñôåðîèäàëü-
íîé, ïëîñêîé, îíèîííîé è äðóãèõ ôîðìàõ. Óòâåðæ-
äàåòñÿ, ÷òî àëþìîñèëèêàòíûå íàíîòðóáêè ôîð-
ìèðîâàëèñü ïîä âëèÿíèåì àòìîñôåðíûõ ôàêòî-
ðîâ èç âóëêàíè÷åñêèõ øëàêîâ, à â ðåçóëüòàòå ãå-
íåçèñà ìåòàñòàáèëüíûå òðóáêè ïðåâðàùàþòñÿ
â òåðìîäèíàìè÷åñêè áîëåå óñòîé÷èâûé ìèíåðàë
êàîëèí [10]. Äåòàëüíîå ýëåêòðîííî-ìèêðîñêîïè-
÷åñêîå èçó÷åíèå íàíîòðóáîê èç ðàçíûõ ìåñòîðîæ-
äåíèé âûÿâèëî, ÷òî äèàìåòð òóáóëåíîâ ñîñòàâ-
ëÿåò 20–100 íì (ðèñ. 1). Ñóùåñòâóåò ðÿä ïîäõî-
äîâ â ðàçäåëåíèè ðàçìåðíîñòè îáúåêòîâ, â
áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ äëÿ õèìèêîâ âåëè÷èíà
ìåíüøå 100 íì ÿâëÿåòñÿ ïðèåìëåìûì ôîðìàëü-
íûì êðèòåðèåì òåðìèíà «íàíîðàçìåðíîñòü».
 Óêðàèíå ñóùåñòâóåò ðÿä çàëåæåé ïëåéñòî-
öåíà, êîòîðûé íà 30–50% ñîñòîèò èç ãëèíû. Ýòè
ãëèíû îòíîñÿòñÿ ê ìèíåðàëàì ãðóïïû ñìåêòèòîâ,
Ðèñ. 1. Ôîòîãðàôèè ýëåêòðîííûõ èçîáðàæåíèé íà ïðîñâåò àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê
à á
42
Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2009, ¹ 2
â ñîñòàâ êîòîðûõ âõîäèò ãàëëîèçèò [11]. Ãàëëîè-
çèòíûé ìèíåðàë ÿâëÿåòñÿ ñûðüåì äëÿ ïîëó÷åíèÿ
ôðàêöèè ïðèðîäíûõ àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðó-
áîê. Â Áåðåãîâñêîì, Òóðáîâñêîì è äðóãèõ ìåñòî-
ðîæäåíèÿõ îáíàðóæåíû ãàëëîèçèòíûå íàíîòðóá-
êè, ÷òî ñëóæèò äîïîëíèòåëüíûì ôàêòîðîì èíòåí-
ñèôèêàöèè èññëåäîâàíèé â äàííîé îáëàñòè õè-
ìèè [12]. Åùå äî óñòàíîâëåíèÿ ìîðôîëîãè÷åñêèõ
îñîáåííîñòåé ãàëëîèçèòîâ òàêèå ãëèíû àêòèâíî èñ-
ïîëüçîâàëè â ïðîèçâîäñòâå âûñîêîêà÷åñòâåííûõ
êåðàìè÷åñêèõ è ôàðôîðîâûõ èçäåëèé. Íà ñåãîä-
íÿøíèé äåíü ðÿä ôèðì ÑØÀ, Êèòàÿ, Ôðàíöèè è
äðóãèõ ñòðàí íàëàäèëè âûïóñê ãàëëîèçèòíûõ íà-
íîòðóáîê. Äëÿ ïðîìûøëåííîñòè ñòðàí, íå çàäåé-
ñòâîâàííûõ â òàêîì ïðîèçâîäñòâå, îòêðûâàþòñÿ
âîçìîæíîñòè ïîëó÷åíèÿ ìàòåðèàëà, êîòîðûé âîñ-
òðåáîâàí íà ðûíêàõ. Àêòóàëüíîñòü ýòîãî ìàòåðè-
àëà òàêæå ïðåäîïðåäåëåíà çíà÷èìûì óðîâíåì ðàç-
âèòèÿ è âíåäðåíèÿ íàíîòåõíîëîãèé â æèçíü ñîâðå-
ìåííîãî ÷åëîâåêà.
 îáçîðå àâòîð ñòðåìèëñÿ êðèòè÷åñêè ïðî-
àíàëèçèðîâàòü ñîñòîÿíèå íàó÷íûõ èññëåäîâàíèé
â ñòðåìèòåëüíî ðàçâèâàþùåìñÿ íàó÷íîì íà-
ïðàâëåíèè — õèìèè ïðèðîäíûõ àëþìîñèëèêàò-
íûõ íàíîòðóáîê. Îñîáîå âíèìàíèå óäåëåíî óñ-
òàíîâëåíèþ âçàèìîñâÿçè ìåæäó ñòðóêòóðîé
(îñîáåííî íàíîðàçìåðíîñòüþ è íàëè÷èåì â
òðóáêàõ ïîëîñòåé) è ôèçèêî-õèìè÷åñêèìè ñâîé-
ñòâàìè àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê, à òàêæå
êîìïîçèöèîííûõ ìàòåðèàëîâ íà èõ îñíîâå.
Îáùèå õàðàêòåðèñòèêè
àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê
 îáîáùåíèè ïî ãàëëîèçèòàì [13] àâòîðû
øèðîêî îñâåòèëè âîïðîñû ðàçíîîáðàçèÿ ìèíåðà-
ëà, åãî èäåíòèôèêàöèè, êàòèîíîîáìåííûõ ñâîéñòâ
è ðåàêöèé èíòåðêàëèðîâàíèÿ ãëèíû. Õèìè÷åñêàÿ
ôîðìóëà ãàëëîèçèòîâ — Al2[Si2O5](OH)4 nH2O,
ãäå n = 0–2. Â ñîñòàâ ìèíåðàëà âõîäÿò ïðèìåñè
àññîöèèðîâàííûõ ÷àñòèö äðóãèõ ìèíåðàëîâ,
àìîðôèçèðîâàííûå íåîðãàíè÷åñêèå ôàçû, îêñè-
äû æåëåçà è òèòàíà (àíàòàç èëè ìàããåìèò), êà-
òèîíû êàëèÿ, íàòðèÿ, êàëüöèÿ, ìàãíèÿ è îðãàíè-
÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ ïðèðîäíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ.
Èíîãäà ñîäåðæàíèå îêñèäà æåëåçà ìîæåò ïðå-
âûøàòü 10 ìàññ.%.
Ñòðóêòóðà ãàëëîèçèòà-(7 A ) îïèñûâàåòñÿ
ìîíîêëèííîé ýëåìåíòàðíîé ÿ÷åéêîé ñ ïàðà-
ìåòðàìè a = 5,14, b = 8,9, c = 17,7 A ; çíà÷åíèÿ
= 97–104, = 90–91,8, = 90° íåñêîëüêî îòëè-
÷àþòñÿ (â óêàçàííûõ ïðåäåëàõ) ó ðàçíûõ àâòî-
ðîâ. Â òóáóëÿðíûõ ñòðóêòóðàõ ãàëëîèçèòà åãî
äëèííóþ îñü ÷àñòî àññîöèèðóþò ñ êðèñòàëëî-
ãðàôè÷åñêîé îñüþ b. Äëÿ èäåíòèôèêàöèè ãàë-
ëîèçèòà-(10A ) èñïîëüçóþò ðåôëåêñ d001, êîòî-
ðûé îòñóòñòâóåò â ñïåêòðàõ ðÿäà ïîëèìîðôîâ
êàîëèíîâîé ãðóïïû. Îí ñîîòâåòñòâóåò ñóììå
òîëùèí åäèíè÷íîãî ñëîÿ (7,14 A ) è ìîíîñëîÿ
âîäû (3 A ). Âíåøíÿÿ ïîâåðõíîñòü àëþìîñèëè-
êàòíûõ íàíîòðóáîê ñîñòîèò èç ñèëîêñàíîâûõ
(Si–O–Si) ãðóïï. Íà âíóòðåííåé ïîâåðõíîñòè ìåæ-
äó ñëîÿìè ðàçìåùåíû òàêæå àëþìèíîëüíûå ôóíê-
öèîíàëüíûå ãðóïïû, êîòîðûå, âîçìîæíî, ëîêàëèçó-
þòñÿ è â ïîëîñòÿõ íàíîòðóáîê. Â äåôåêòàõ ñòðóê-
òóðû è íà ñëîìàõ àëþìîñèëèêàòîâ ôîðìèðóþòñÿ
ñèëàíîëüíûå (Si–OH) è äîïîëíèòåëüíûå àëþìè-
íîëüíûå ôóíêöèîíàëüíûå ãðóïïû. Ìåæñëîåâàÿ âîäà
â ñòðóêòóðå ãàëëîèçèòîâ (ðèñ. 2) âçàèìîäåéñòâóåò ñ
ïîâåðõíîñòíûìè ãèäðîêñèëüíûìè ãðóïïàìè Al–OH,
à âíóòðåííèé òèï Al–OH íàïðàâëåí â ñòîðîíó òåò-
ðàýäðè÷åñêîé êðåìíåçåìíîé ñåòêè [14].
Óäåëüíàÿ ïîâåðõíîñòü ïðèðîäíûõ àëþìîñè-
ëèêàòíûõ íàíîòðóáîê ñîñòàâëÿåò 50–60 ì2/ã, ðåäêî
ýòà âåëè÷èíû äîñòèãàåò 100 ì2/ã è áîëåå. Ïî äàí-
íûì ðòóòíîé ïîðîìåòðèè, ðàçìåð ìåæ÷àñòè÷íûõ
ïîð ñîñòàâëÿåò 12–200 è 0,5–12 íì. Ðàñïðåäåëå-
íèå ïîð ïî ðàçìåðàì ó íàíîòðóáîê ïî ìåòîäó íèç-
êîòåìïåðàòóðíîé àäñîðáöèè–äåñîðáöèè àçîòà
ñîñòàâëÿåò 2–50 íì, ÷òî äàåò îñíîâàíèå îòíî-
ñèòü èõ ê ìåçîïîðèñòûì ìàòåðèàëàì. Ýòî ãèä-
ðîôèëüíûå òâåðäûå òåëà ñ óãëîì ñìà÷èâàíèÿ
îêîëî 10°. Óìåðåííàÿ òåðìè÷åñêàÿ îáðàáîòêà
íàíîòðóáîê ñîïðîâîæäàåòñÿ ÷àñòè÷íûì ðàçðó-
øåíèåì èõ òðóá÷àòîé ôîðìû. Íà êðèâûõ ÄÒÀ
ãàëëîèçèòîâ íàáëþäàþòñÿ äâà ýíäîòåðìè÷åñêèõ
ïèêà, êîòîðûå îòâåòñòâåííû çà âûäåëåíèå ôèçè-
÷åñêè ñâÿçàííîé âîäû ïðè 50–150 °Ñ è âîäû, êî-
òîðàÿ îáðàçóåòñÿ ïî ðåàêöèè äåãèäðîêñèëèðîâà-
íèÿ ïðè 450–600 °Ñ. Ýêçîòåðìè÷åñêèé ïèê ïðè
885–1000 °Ñ îòíîñèòñÿ ê ðàçðóøåíèþ êðèñòàë-
ëè÷åñêîé ñòðóêòóðû íàíîòðóáîê [13, 15].
 ÈÊ-ñïåêòðå òðóá÷àòîãî ãàëëîèçèòà-(10 A )
ïðîÿâëÿþòñÿ äâå ïîëîñû ïîãëîùåíèÿ ãèäðî-
ФУЛЛЕРЕНЫ, НАНОТРУБКИ И ОДНОМЕРНЫЕ НАНООБЪЕКТЫ
43
М
АТ
ЕР
И
АЛ
О
ВЕ
Д
ЕН
И
Е
Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2009, ¹ 2
êñèëüíûõ ãðóïï ïðè 3695 è 3620 ñì-1, à òàêæå
èõ äåôîðìàöèîííàÿ ïîëîñà ïðè 920 ñì-1. Àä-
ñîðáèðîâàííàÿ âîäà èìååò äâà ñèãíàëà ïðè
3600 è 3550 ñì-1. Â èíôðàêðàñíîé îáëàñòè íèæå
1200 ñì-1 âûÿâëåíû ïîëîñû ïîãëîùåíèÿ ïðè
1030 è 790 ñì-1, êîòîðûå îòíåñåíû ê Si–O.
Ïîëîñû ïîãëîùåíèÿ íèæå 800 ñì-1 íå èìåþò
îäíîçíà÷íîé èíòåðïðåòàöèè. ×àñòî â ÈÊ-ñïåêò-
ðàõ ãàëëîèçèòîâ ïîÿâëÿþòñÿ ïîëîñû ïîãëîùå-
íèÿ ïðèìåñåé, ÷òî îáóñëîâëèâàåò îãðàíè÷å-
íèÿ â èíòåðïðåòàöèè ñïåêòðîñêîïè÷åñêèõ äàí-
íûõ [13, 16, 17].
Ìåòîä ñïåêòðîñêîïèè êîìáèíàöèîííîãî ðàñ-
ñåÿíèÿ ñëóæèò äîïîëíèòåëüíûì èñòî÷íèêîì
èíôîðìàöèè î ñòðóêòóðå ãàëëîèçèòîâ. Â ñïåêòðàõ
òðóá÷àòîãî ãàëëîèçèòà-(7 A ) íàáëþäàþòñÿ ïîëî-
ñû ïîãëîùåíèÿ â îáëàñòè êîëåáàíèé O–H-ãðóïï
ïðè 3705, 3698, 3630, 3623, 3617 ñì-1 è 950, 938,
923, 915, 779, 728, 298, 238, 192 ñì-1; Si–O — ïðè
1100, 844, 693, 540, 510, 396, 135 ñì-1; Al–O —
ïðè 910, 442, 172, 156 ñì-1. Ñïåêòð òðóá÷àòîãî
ãàëëîèçèòà-(10 A ) èìååò ïîäîáíûå ïîëîñû ïî-
ãëîùåíèÿ ñ íåçíà÷èòåëüíûì èçìåíåíèåì èõ ìàê-
ñèìóìîâ [14]. Â ñïåêòðàõ ýëåêòðîííîãî ïàðà-
Ïîâåðõíîñòíûå
ãèäðîêñèëüíûå
ãðóïïû
Âíóòðåííèå
ãèäðîêñèëüíûå
ãðóïïû
Ïîâåðõíîñòíûå
ãèäðîêñèëüíûå
ãðóïïû
Âíóòðåííèå
ãèäðîêñèëüíûå
ãðóïïû
Ðèñ. 2. Ìîäåëü ñòðóêòóðû ãàëëîèçèòà
Í
Î
Si
Al
44
Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2009, ¹ 2
ìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà âûÿâëåíû ñèãíàëû ïðè
g = 2 è g = 4,3 [18].
Êàòèîíîîáìåííàÿ åìêîñòü ãàëëîèçèòîâ äîñ-
òèãàåò çíà÷èòåëüíûõ âåëè÷èí. Ðåçóëüòàòû ýêñ-
ïåðèìåíòîâ ñâèäåòåëüñòâóþò î ñïîñîáíîñòè
ãëèíû ñåëåêòèâíî îáìåíèâàòü êàòèîíû NH4
+, K+
è Cs+. Â ëèòåðàòóðå îïèñàíû ïðèìåðû èíòåðêà-
ëèðîâàíèÿ ãëèí îðãàíè÷åñêèìè (ìåòàíîë, ýòàíîë,
ãëèêîëü, ýòèëåíãëèêîëü, àöåòîí, àöåòîíèòðèë,
äèìåòèëñóëüôîêñèä, ãèäðàçèí, ôîðìàìèä, àöå-
òàìèä, ìî÷åâèíà) è íåîðãàíè÷åñêèìè ñîåäèíå-
íèÿìè. Ìîäèôèöèðîâàíèå ãàëëîèçèòîâ êàòèîí-
íûì îáìåíîì è èíòåðêàëèðîâàíèåì ðàñøèðÿåò
ðàçíîîáðàçèå èõ ñâîéñòâ è ïðèìåíåíèÿ [13, 19–
22]. Àëþìîñèëèêàòû íå ïîäâåðãàþòñÿ áèîäå-
ãðàäàöèè, à áèîñîâìåñòèìîñòü ãàëëîèçèòíûõ
íàíîòðóáîê ïðîäåìîíñòðèðîâàíà òàêæå â ñëó-
÷àå èñïîëüçîâàíèÿ â êà÷åñòâå ñóáñòðàòà äëÿ
áûñòðîãî ðàçìíîæåíèÿ ñòâîëîâûõ êëåòîê.
Ñòðóêòóðîîáðàçóþùèå ñâîéñòâà
àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê
Àëþìîñèëèêàòíûå íàíîòðóáêè â êà÷åñòâå
òåìïëàòà èñïîëüçîâàëè äëÿ ñèíòåçà ìåçîïîðèñ-
òîãî óãëåðîäà (÷àñòü ìåçîïîð — 78–84%). Èñ-
òî÷íèêîì óãëåðîäà ñëóæèë ôóðôóðèëîâûé ñïèðò,
êîòîðûé ïîäâåðãàëñÿ ïîëèìåðèçàöèè è êàðáîíè-
çàöèè. Óäåëüíàÿ ïîâåðõíîñòü ìàòåðèàëà ïðåâû-
øàëà 1130 ì2/ã, îáúåì ïîð — 2,32 ì3/ã. Íà ôîòî-
ãðàôèÿõ ýëåêòðîííûõ èçîáðàæåíèé (ðèñ. 3) ñèí-
òåçèðîâàííûõ óãëåðîäíûõ ïðîäóêòîâ îò÷åòëèâî
íàáëþäàþòñÿ óãëåðîäíûå òðóáêè è ñòåðæíè, ïî
âíåøíèì äèàìåòðàì áëèçêèå ê òåìïëàòó. Óãëå-
ðîäíûå íàíîòðóáêè èìåþò êàê îòêðûòûå, òàê è
çàêðûòûå êîíöû è óçêîå ðàñïðåäåëåíèå ïîð ïî
ðàçìåðàì. Àäñîðáöèîííûé ýêñïåðèìåíò ïîä-
òâåðæäàåò, ÷òî ïîðèñòîñòü àëþìîñèëèêàòíûõ
íàíîòðóáîê ñ ïðåèìóùåñòâåííûì ðàçìåðîì îêî-
ëî 20 íì òðàíñëèðîâàëàñü íà ïîðèñòóþ ñòðóêòó-
ðó óãëåðîäà [23]. Â æåñòêèõ óñëîâèÿõ ñèíòåòè-
÷åñêîé ïðîöåäóðû èìïðåãíàöèè ïðè ïîâûøåííîì
äàâëåíèè è òåìïåðàòóðå ñïèðò âíåäðÿëñÿ â ïî-
ëîñòè àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê. Ñëåäîâà-
ëî îæèäàòü, ÷òî â óñëîâèÿõ êàðáîíèçàöèè íà
âíóòðåííåé ïîâåðõíîñòè ïîëîñòåé äîëæíû ôîð-
ìèðîâàòüñÿ óãëåðîäíûå íàíîòðóáêè, êîòîðûå ïðè
ðàñòâîðåíèè àëþìîñèëèêàòà ðàçìåùàþòñÿ âî
âíåøíèõ óãëåðîäíûõ òðóáêàõ áîëüøåãî äèàìåò-
ðà, ñôîðìèðîâàííûõ íà âíåøíåé ïîâåðõíîñòè
àëþìîñèëèêàòíûõ òðóáîê. Ðàññòîÿíèå ìåæäó óã-
ëåðîäíûìè íàíîòðóáêàìè â äâîéíîé òðóáêå îï-
ðåäåëÿåòñÿ òîëùèíîé ñòåíîê àëþìîñèëèêàòíî-
ãî òåìïëàòà.
à á
Ðèñ. 3. Ôîòîãðàôèè ïðè ðàçíîì óâåëè÷åíèè ýëåêòðîííûõ èçîáðàæåíèé ïðîäóêòîâ êàðáîíèçàöèè óãëåâîäîðîäîâ
ñ èñïîëüçîâàíèåì òåìïëàòà àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê
ФУЛЛЕРЕНЫ, НАНОТРУБКИ И ОДНОМЕРНЫЕ НАНООБЪЕКТЫ
45
М
АТ
ЕР
И
АЛ
О
ВЕ
Д
ЕН
И
Е
Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2009, ¹ 2
Ïîëèàíèëèíîâûå íàíîòðóáêè ñèíòåçèðîâàíû
àíàëîãè÷íûì îáðàçîì ïî ðåàêöèè îêèñëèòåëüíîé
ïîëèìåðèçàöèè àíèëèíà. Ôîòîãðàôèè ýëåêòðîííûõ
èçîáðàæåíèé ãèáðèäíîãî ìàòåðèàëà íàíîòðóáêè/ïî-
ëèàíèëèí ñâèäåòåëüñòâóþò î òîì, ÷òî ñðåäíèé
äèàìåòð íàíîòðóáîê óâåëè÷èëñÿ ïðèáëèçèòåëüíî
íà 20 íì, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò òîëùèíå ñòåíîê ïî-
ëèàíèëèíîâûõ òðóáîê. Óñðåäíåííûé âíóòðåííèé
äèàìåòð ïîëèàíèëèíîâûõ òðóáîê îêîëî 40 íì îò-
âå÷àåò âíåøíåìó äèàìåòðó àëþìîñèëèêàòíàõ
íàíîòðóáîê. Ñëåäîâàòåëüíî, â ïðåäëîæåííûõ óñ-
ëîâèÿõ ñèíòåçà àíèëèí íå ïðîíèêàë â ïîëîñòè òåì-
ïëàòà. Ïîëèàíèëèíîâûå íàíîòðóáêè ñ ïðîâîäèìîñ-
òüþ 1,752·10-5 (Îì·ñì)-1 âîñòðåáîâàíû â ýëåêò-
ðîíèêå, ñåíñîðàõ è ýëåêòðè÷åñêèõ áàòàðåÿõ [24].
Íà àëþìîñèëèêàòíûå íàíîòðóáêè íàíîñèëè
ïîëèñòèðîë è ïîëèàêðèëîíèòðèë ìåòîäîì ðàäè-
êàëüíîé ïîëèìåðèçàöèè ñ ïåðåíîñîì àòîìà [25].
Ïîñëå ðàñòâîðåíèÿ òåìïëàòà áûëè âûäåëåíû
ïîëèìåðíûå íàíîòðóáêè è íàíîâîëîêíà. Êðîìå
òîãî, áûëè ñèíòåçèðîâàíû óïîðÿäî÷åííûå ìàñ-
ñèâû ïîëèìåðíûõ íàíîòðóáîê, êîòîðûå ìîæíî
èñïîëüçîâàòü â ôèëüòðàõ, êëåòî÷íûõ ïåðåãîðîä-
êàõ, ìåäèöèíñêèõ ïðîòåçàõ è ïåðåâÿçî÷íûõ ìà-
òåðèàëàõ. Ïðè óâåëè÷åíèè äëèòåëüíîñòè ïîëèìå-
ðèçàöèè äî 3–6 ÷ âíóòðåííèå ïîëîñòè àëþìîñè-
ëèêàòíûõ íàíîòðóáîê çàïîëíÿëèñü ïîëèìåðîì ñ
ôîðìèðîâàíèåì íàíîâîëîêîí. Ïîëèìåðíûå íàíî-
âîëîêíà äîëæíû èìåòü ðîäñòâåííûå íàíîòðóá-
êè, êîòîðûå îáðàçóþòñÿ íà âíåøíåé ïîâåðõíîñ-
òè òåìïëàòà. Ïðè òåðìè÷åñêîé îáðàáîòêå êîì-
ïîçèòîâ ãàëëîèçèòíûå íàíîòðóáêè/ïîëèìåð â
èíåðòíîé àòìîñôåðå ïîëó÷àþò óãëåðîäíûå íà-
íîòðóáêè ñ òèïè÷íîé òóðáîñòðàòíîé ñòðóêòóðîé,
êàê è â ðàáîòå [23]. Ìåòàëëîêåðàìèêó â ôîðìå
òðóáîê óäàëîñü ñèíòåçèðîâàòü ýëåêòðîõèìè÷åñ-
êèì íàíåñåíèåì íèêåëÿ íà àêòèâèðîâàííûå ïàë-
ëàäèåì ãàëëîèçèòíûå íàíîòðóáêè. Ñëîé íèêåëÿ
òîëùèíîé îêîëî 20 íì êîíöåíòðèðîâàëñÿ èñêëþ-
÷èòåëüíî íà âíåøíåé ïîâåðõíîñòè òåìïëàòà.
Òàêèå íàíîêîìïîçèöèîííûå êîíòåéíåðû ïðåä-
ñòàâëÿþò èíòåðåñ â ñëó÷àå íåîáõîäèìîñòè ýê-
ðàíèðîâàíèÿ èõ ñîäåðæèìîãî îò âðåäíîãî ýëåêò-
ðîìàãíèòíîãî èçëó÷åíèÿ [26].
Ïîäòâåðæäåíèåì ñòðóêòóðîîáðàçóþùèõ
ñâîéñòâ ãàëëîèçèòíûõ íàíîòðóáîê ñëóæàò ïðè-
ìåðû ïåðåäà÷è èõ íàíîðàçìåðíîñòè âíîâü ñôîð-
ìèðîâàííûì îáúåêòàì — óãëåðîäíûì, ïîëè-
ìåðíûì è ìåòàëëè÷åñêèì òðóáêàì è âîëîêíàì.
Ïîëó÷åíû ïðîòèâîðå÷èâûå ðåçóëüòàòû î ïðî-
õîæäåíèè õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé â ïîëîñòÿõ íà-
íîòðóáîê [23–26]. Âûáîðî÷íîñòü òàêèõ ÿâëåíèé,
âåðîÿòíî, ñâÿçàíà ñ óñëîâèÿìè ñèíòåçîâ èëè
îòñóòñòâèåì îäíîçíà÷íûõ äîêàçàòåëüñòâ âíåä-
ðåíèÿ ðåàãåíòîâ â ïîëîñòè íàíîòðóáîê, â òîì
÷èñëå èçáèðàòåëüíîãî èíêàïñóëèðîâàíèÿ õèìè-
÷åñêèõ ñîåäèíåíèé. Çàïîëíåíèå òðóáîê ðàñòâî-
ðàìè ïðîèñõîäèò â óñëîâèÿõ êàïèëëÿðíîé êîí-
äåíñàöèè ïðè ñìà÷èâàíèè æèäêîñòüþ ïîâåðõíîñ-
òè ïîëîñòåé è îïèñûâàåòñÿ óðàâíåíèåì Êåëü-
âèíà: p/ps = exp(2 V/rRT), ãäå p — äàâëåíèå
íàñûùåííîãî ïàðà íàä ìåíèñêîì, ps — äàâëå-
íèå ïàðà íàä ïëîñêîé ïîâåðõíîñòüþ, — ïî-
âåðõíîñòíîå íàòÿæåíèå, V — ìîëÿðíûé îáúåì
æèäêîñòè, r — ðàäèóñ êðèâèçíû ïîâåðõíîñòè
ðàçäåëà ôàç (r > 1 íì), R — ãàçîâàÿ ïîñòîÿí-
íàÿ, T — òåìïåðàòóðà. Ðåäêî êîëè÷åñòâî èí-
êàïñóëèðîâàííûõ íàíîòðóáîê ïðåâûøàåò ïîëî-
âèíó èñõîäíûõ, ÷òî âûçâàíî áëîêèðîâàíèåì
âûõîäà âîçäóõà ñëîåì âîäû â îäíîì èç êîíöîâ
íàíîòðóáêè.
Ìû îïèøåì èçâåñòíûå ñëó÷àè èñïîëüçîâà-
íèÿ ãàëëîèçèòîâ â êà÷åñòâå ïðåêóðñîðîâ ñèíòå-
çà íåîðãàíè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ. Ïðè îáðàáîòêå
ìèíåðàëà ãåêñàìåòèëäèñèëîêñàíîì è õëîðèñòîé
êèñëîòîé â èçîïðîïàíîëå íà ïðîòÿæåíèè 10 äíåé
ñèíòåçèðîâàí ðÿä àìîðôíûõ îáðàçöîâ, áëèçêèõ
ïî ðàçìåðàì ïîð (ñðåäíèé ðàçìåð 1,7 íì) ê öåî-
ëèòàì [27]. Ñåðèÿ ñèàëîíîâ Si6-zAlzOzN8-z (ãäå
z = 0–4,3) ïîëó÷åíà èç ãàëëîèçèòîâ êàðáîòåð-
ìè÷åñêèì ñïîñîáîì [28]. Àëþìîñèëèêàòíûå
ãåîïîëèìåðû ïîëó÷àëè èç ãàëëîèçèòîâ, èñïîëü-
çóÿ ðåàêöèþ ñ ñèëèêàòîì íàòðèÿ â ùåëî÷íîé
ñðåäå [29]. Òàêæå â ùåëî÷íîé ñðåäå ñèíòåçè-
ðîâàíû öåîëèòû èç ñìåñè ãàëëîèçèòà è àìîðô-
íîãî êðåìíåçåìà [30].
Àäñîðáöèîííûå ñâîéñòâà
àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê
Ëåêàðñòâåííûå ïðåïàðàòû íàíîñÿò íà ãåòå-
ðîãåííûå íîñèòåëè â ïåðâóþ î÷åðåäü ñ öåëüþ
êîíòðîëÿ ñêîðîñòè èõ âûäåëåíèÿ â îðãàíèçì è
çàùèòû îò ôåðìåíòíîé äåãðàäàöèè. Ãàëëîèçèò-
46
Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2009, ¹ 2
íûå íàíîòðóáêè óñïåøíî èñïîëüçóþò â êà÷åñòâå
íàíîòóáóëÿðíûõ ñèñòåì äîñòàâêè ëåêàðñòâåí-
íûõ ïðåïàðàòîâ ê áîëüíûì îðãàíàì æèâûõ ñó-
ùåñòâ. Òùàòåëüíî èçó÷åí ðÿä ôèçèêî-õèìè÷åñ-
êèõ ïàðàìåòðîâ, íåîáõîäèìûõ äëÿ âíåäðåíèÿ
íàíîòðóáîê â ìåäèöèíå, âåòåðèíàðèè, êîñìåòî-
ëîãèè è àãðîõèìèè [31]. Ôîðìèðîâàíèå òàáëå-
òîê èç ïîðîøêîâ àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê
ïðîèñõîäèëî â 84% ñëó÷àåâ, ÷åãî äîñòàòî÷íî
äëÿ èçãîòîâëåíèÿ ëåêàðñòâ.
Ñòðóêòóðû ïîâåðõíîñòè àëþìîñèëèêàòíûõ
íàíîòðóáîê è êðåìíåçåìîâ èìåþò ìíîãî îáùå-
ãî. Íà âíåøíåé ïîâåðõíîñòè ãëèíû ïðåèìóùåñò-
âåííî íàõîäÿòñÿ àòîìû êðåìíèÿ, à íà êðàÿõ,
ñëîìàõ, äåôåêòàõ ïîÿâëÿþòñÿ â çíà÷èòåëüíîì
êîëè÷åñòâå àòîìû àëþìèíèÿ. Ïîýòîìó íàíî-
òðóáêè îáëàäàþò ïîëèàíèîííîé ïîâåðõíîñòüþ,
êîòîðàÿ èìååò ïðåèìóùåñòâåííî îòðèöàòåëüíûé
çàðÿä.  ùåëî÷íîé è íåéòðàëüíîé ñðåäå ñèëà-
íîëüíûå ãðóïïû äèññîöèèðóþò ñ ôîðìèðîâàíè-
åì íà ïîâåðõíîñòè Si–O-ñòðóêòóðíûõ ôðàãìåí-
òîâ. Íåãàòèâíî çàðÿæåííûå öåíòðû ïîâåðõíîñ-
òè îáðàçóþòñÿ òàêæå ïðè èçîìîðôíîì çàìåùå-
íèè ÷åòûðåõâàëåíòíûõ àòîìîâ êðåìíèÿ íà òðåõ-
âàëåíòíûå àòîìû æåëåçà è àëþìèíèÿ. Òîëüêî â
êèñëîé ñðåäå ïðè pH < 2 íà ïîâåðõíîñòè ïîÿâ-
ëÿþòñÿ öåíòðû ïîëîæèòåëüíîãî çàðÿäà. Íà ïî-
âåðõíîñòè àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê ïðî-
èñõîäèò ïðîòîíèðîâàíèå ñèëàíîëüíûõ ôóíêöèî-
íàëüíûõ ãðóïï â êîíöåíòðàöèÿõ äîñòàòî÷íûõ,
÷òîáû ïîâåðõíîñòü â öåëîì ïðèîáðåëà ïîëîæè-
òåëüíûé çàðÿä. Êîëè÷åñòâåííîé ìåðîé çàðÿäà
ñëóæèò äçåòà-ïîòåíöèàë ( -ïîòåíöèàë), çíàíèÿ
î êîòîðîì ïîìîãàþò ðàçðàáàòûâàòü ýôôåêòèâ-
íûå ìåòîäû ìîäèôèöèðîâàíèÿ ïîâåðõíîñòè àëþ-
ìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê ïîëåçíûìè ìîëåêó-
ëàìè. Ïðè èçìåíåíèè pH ñ 3 äî 11 çíà÷åíèå ïî-
òåíöèàëà ìåíÿåòñÿ îò -5 äî -34 ì (ðèñ. 4).
Àëþìîñèëèêàòíûå íàíîòóáóëåíû èñïîëüçîâà-
ëèñü äëÿ ñîçäàíèÿ ýíçèìíûõ ìóëüòèñëîéíûõ áèî-
ðåàêòîðîâ [32]. Ñ ó÷åòîì çàðÿäà ïîâåðõíîñòè
ïîñëîéíûì àäñîðáöèîííûì íàíåñåíèåì ôîðìè-
ðîâàëè ìíîãîñëîéíûå (2–20) ñòðóêòóðû íàíî-
òðóáêè/ïîëèýòèëåíèìèíû è íàíîòðóáêè(äåãèäðî-
ãåíàçà)/ -íèêîòèíàìèä àäåíèí äèíóêëåîòèäû.
Ðàçìåðû ðåàêòîðîâ ñîïîñòàâèìû ñ ýôôåêòèâíû-
ìè äèàìåòðàìè ìàêðîìîëåêóë, ÷òî óâåëè÷èâàåò
ñåëåêòèâíîñòü êàòàëèòè÷åñêèõ ðåàêöèé. Êèíåòè-
÷åñêèå è òåðìîäèíàìè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè
àäñîðáöèè 5-àìèíîñàëèöèëîâîé êèñëîòû (ïðî-
0
-5
-10
-15
-20
-25
-30
-35
-40
0 2 4 6 8 10 12
ðÍ
-ïîòåíöèàë, ìÂ
Ðèñ. 4. Çàâèñèìîñòü èçìåíåíèÿ -ïîòåíöèàëà ïîâåðõíîñòè àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê îò pH ñðåäû
ФУЛЛЕРЕНЫ, НАНОТРУБКИ И ОДНОМЕРНЫЕ НАНООБЪЕКТЫ
47
М
АТ
ЕР
И
АЛ
О
ВЕ
Д
ЕН
И
Е
Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2009, ¹ 2
òèâîâîñïàëèòåëüíîãî ïðåïàðàòà) èç âîäíîãî ðà-
ñòâîðà àëþìîñèëèêàòíûìè íàíîòðóáêàìè èçó-
÷àëè â ðàáîòå [33]. Áûë ïðåäëîæåí äâóõñòàäèé-
íûé ìåõàíèçì àäñîðáöèè, ïðè êîòîðîì âíà÷àëå
ïðîèñõîäèò áûñòðàÿ àäñîðáöèÿ êèñëîòû íà
âíåøíåé ïîâåðõíîñòè òðóáîê ñ ýíòàëüïèåé
H = 7,59 êÄæ/ã è ñïåöèôè÷åñêîé ñêîðîñòüþ
àäñîðáöèè 10–12,3 ñ-1 è äàëåå àäñîðáöèÿ â ïîðàõ
òðóáîê ñ H = 42,28 êÄæ/ã è ñêîðîñòüþ 0,2–0,4 ñ-1.
Óñïåøíûé ïðèìåð èñïîëüçîâàíèÿ ïîëîñòåé àëþ-
ìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê äëÿ çàãðóçêè, õðàíåíèÿ
è êîíòðîëèðîâàííîãî âûäåëåíèÿ ëåêàðñòâåííûõ è
áèîöèäíûõ ïðåïàðàòîâ ïðîäåìîíñòðèðîâàí â ðà-
áîòå [34]. Â íàíîòðóáêàõ èíêàïñóëèðîâàëè ñòåíî-
êàðäè÷åñêèå, êîðòèêîñòåðîèäíûå è ïðîòèâîãèïåð-
òîíè÷åñêèå ëåêàðñòâåííûå ïðåïàðàòû. Ñêîðîñòü
âûäåëåíèÿ àäñîðáèðîâàííûõ áèîëîãè÷åñêè àêòèâ-
íûõ ìîëåêóë â ðàñòâîð äëÿ íàíîòðóáîê â 50–
100 ðàç íèæå, ÷åì äëÿ ìèêðî- è íàíî÷àñòèö äðó-
ãèõ íîñèòåëåé. Äåñîðáöèÿ ãëîáóëÿðíûõ ïðîòåèíîâ
(èíñóëèíà, ïåïñèíà, óðåàçû, ìèîãëîáóëèíà, ãåìî-
ãëîáèíà, àëüáóìèíà, îêñèäàçû è êàòàëàçû) ñ ïî-
âåðõíîñòè àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê èìåëà
çàòîðìîæåííûé õàðàêòåð, èíñóëèí âûäåëÿëñÿ â ðàñ-
òâîð áîëåå 140 ÷. Çàòîðìîæåííàÿ êèíåòèêà âû-
äåëåíèÿ ñ ìàññèâîâ íàíîòðóáîê íàáëþäàëàñü è
äëÿ àíòèîáðàñòàþùèõ äîáàâîê äëÿ êðàñîê ñóäåí,
è äëÿ áèîëîãè÷åñêè àêòèâíûõ äîáàâîê. Áèîìèìå-
òè÷åñêèé ñèíòåç CaCO3 èç âîäíîãî ðàñòâîðà CaCl2
è ìî÷åâèíû âûïîëíåí èñêëþ÷èòåëüíî â ïîëîñòÿõ
ãàëëîèçèòíûõ íàíîòðóáîê, ÷òî ñëóæèò ÿðêèì ïðè-
ìåðîì ýêñïëóàòàöèè îãðàíè÷åííîãî ïðîñòðàíñòâà
ïîëîñòåé.
Ãàëëîèçèòíûå íàíîòðóáêè ïðåäëîæåíî èñïîëü-
çîâàòü â êà÷åñòâå åìêîñòè äëÿ ïîëåçíûõ îðãàíè-
÷åñêèõ ñîåäèíåíèé [35]. Ïðè àäñîðáöèîííîì ìî-
äèôèöèðîâàíèè íàíîòðóáîê 2-ìåðêàïòîáåíçîòðè-
àçîëîì ïðîèñõîäèëî âíåäðåíèå àäñîðáàòà âî
âíóòðåííèå ïîëîñòè íàíîòðóáîê. Ñèíòåçèðîâàííûå
íàíîìàòåðèàëû â ñðàâíåíèè ñ ÷èñòûì 2-ìåðêàï-
òîáåíçîòðèàçîëîì ïðîÿâëÿëè ïîâûøåííóþ àíòè-
êîððîçèîííóþ àêòèâíîñòü â ñîñòàâå ôóíêöèîíàëü-
íûõ ïîêðûòèé. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ïðÿìûõ
äîêàçàòåëüñòâ êîíäåíñàöèè àäñîðáàòà â ïîëîñòÿõ
íàíîòðóáîê àâòîðû íå ïðèâîäÿò.
Ãàëëîèçèòíûå íàíîòðóáêè — àäñîðáåíò, êî-
òîðûé óñïåøíî àïðîáèðîâàí â àäñîðáöèè êàòè-
îííîãî êðàñèòåëÿ ìåòèëåíîâîãî ãîëóáîãî [36].
Ìàêñèìàëüíàÿ àäñîðáöèîííàÿ åìêîñòü íàíî-
òðóáîê, ñîñòàâëÿþùàÿ 84,32 ìã/ã, âûøå, ÷åì
äðóãèõ ãëèíèñòûõ ìèíåðàëîâ. Àâòîðàìè ïîä-
òâåðæäåíî, ÷òî ïðè pH = 2–12 -ïîòåíöèàë àëþ-
ìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê èìååò îòðèöàòåëüíîå
çíà÷åíèå. Ñ óâåëè÷åíèåì pH ñðåäû àäñîðáöèÿ
êðàñèòåëÿ óâåëè÷èâàåòñÿ, ÷òî íàïðÿìóþ ñâÿ-
çàíî ñ -ïîòåíöèàëîì ïîâåðõíîñòè íàíîòðóáîê,
êîòîðûé òàêæå ðàñòåò â áîëåå ùåëî÷íîé ñðå-
äå. Ïðîöåññ àäñîðáöèè êðàñèòåëÿ óäîâëåòâîðè-
òåëüíî îïèñûâàåòñÿ êèíåòè÷åñêîé ìîäåëüþ
âòîðîãî ïîðÿäêà, ÷òî óêàçûâàåò íà ïðîòåêàíèå
ñòàäèè õåìîñîðáöèè ìåòèëåíîâîãî ãîëóáîãî íà
ïîâåðõíîñòè íàíîòðóáîê.
Àäñîðáöèîííàÿ åìêîñòü ãàëëîèçèòîâ è êàî-
ëèíà ïî îòíîøåíèþ ê ìåòèëïàðàòèîíó ñîïîñòà-
âèìà è èìååò çíà÷åíèå îêîëî 1,5 ììîëü/ã. Òåð-
ìîäèíàìè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ïðîöåññà ñâè-
äåòåëüñòâóþò îá èñêëþ÷èòåëüíî ôèçè÷åñêîé
àäñîðáöèè àäñîðáàòà [37]. Çàìå÷àòåëüíûå
ñâîéñòâà ãàëëîèçèòíûõ íàíîòðóáîê âûÿâëåíû
ïðè àäñîðáöèè àðñåíèòîâ è àðñåíàòîâ èç âîä-
íûõ ðàñòâîðîâ. Ïðè àäñîðáöèè èç ðàçáàâëåííûõ
ðàñòâîðîâ àðñåíàòîâ ïðîèñõîäèò ïîëíîå èõ èç-
âëå÷åíèå (98–100%), à àäñîðáöèîííàÿ åìêîñòü
äîñòèãàåò 71,6 ììîëü/ã. Êðîìå âûñîêîé àäñîðá-
öèîííîé ñïîñîáíîñòè, íàíîòðóáêè ïðîÿâëÿþò
àêòèâíîñòü â ðåàêöèè îêèñëåíèÿ âûñîêîòîêñè÷-
íîãî òðåõâàëåíòíîãî ìûøüÿêà äî ïÿòèâàëåíò-
íîãî. Ðåàêöèÿ ïðîèñõîäèò ïðè ó÷àñòèè ïðèìå-
ñåé îêñèäà æåëåçà. Àâòîðû ñâÿçàëè ðåàêöèîí-
íóþ ñïîñîáíîñòü ãèäðîêñèëüíûõ ãðóïï (ðåàêöèÿ
îáìåíà ëåãêî ïðîòåêàåò ìåæäó ïðîòîíàìè âíóò-
ðåííèõ è âíåøíèõ ãèäðîêñèëüíûõ ãðóïï è D2O),
äåôåêòíîñòü íàíîòðóáîê ñî çíà÷èòåëüíîé àêòèâ-
íîñòüþ â ñîðáöèè àðñåíèòîâ è àðñåíàòîâ [38].
Î÷åâèäíî, ÷òî ãàëëîèçèòíûå íàíîòðóáêè çà-
íÿëè ñâîå ìåñòî â õèìèè èíêàïñóëèðîâàííûõ
ñîåäèíåíèé, à èññëåäîâàòåëè ñîñðåäîòî÷èëè
âíèìàíèå íà ñèñòåìàõ äîñòàâêè áèîëîãè÷åñêè
àêòèâíûõ âåùåñòâ. Ïðè îáúÿñíåíèè ìíîãèõ
ôàêòîâ ó÷åíûå âûðàæàþò óâåðåííîñòü, ÷òî ïî-
âåðõíîñòü ïîëîñòåé íàíîòðóáîê ïðèíèìàåò ó÷àñ-
òèå â àäñîðáöèîííûõ ïðîöåññàõ, õîòÿ íå âñå-
ãäà äîêàçàòåëüíàÿ áàçà äîñòàòî÷íî àðãóìåíòè-
ðîâàíà, íàïðèìåð âûÿâëåííàÿ äâóõñòàäèéíàÿ
48
Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2009, ¹ 2
àäñîðáöèÿ àìèíîñàëèöèëîâîé êèñëîòû [33] ìî-
æåò áûòü îáúÿñíåíà âëèÿíèåì ìåæòðóáíîãî
ïðîñòðàíñòâà, à íå ïîëîñòåé íàíîòðóáîê.
Àëþìîñèëèêàòíûå íàíîòðóáêè —
íàïîëíèòåëè ïîëèìåðîâ
 ïîñëåäíåå âðåìÿ íà÷àëîñü àêòèâíîå òåñ-
òèðîâàíèå íàïîëíèòåëåé — äåøåâûõ ãàëëîè-
çèòíûõ íàíîòðóáîê — â ïîëèìåðíûõ ìàòåðèà-
ëàõ. Ïðè âíåäðåíèè íàïîëíèòåëÿ â ïîëèìåðíóþ
ìàòðèöó îáû÷íî ïðîâîäÿò ìîäèôèöèðîâàíèå
åãî ïîâåðõíîñòè ñ öåëüþ óâåëè÷åíèÿ âçàèìíî-
ãî ñðîäñòâà. ×àùå âñåãî ãëèíû ôóíêöèîíàëè-
çèðóþò ÷åòâåðòè÷íûìè àìèíàìè è ñèëàíàìè,
÷òî â êîíå÷íîì ðåçóëüòàòå âåäåò ê çíà÷èòåëü-
íîìó óâåëè÷åíèþ ïðî÷íîñòíûõ õàðàêòåðèñòèê
íàíîêîìïîçèòîâ.
Íà ïîâåðõíîñòè àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðó-
áîê â îñíîâíîì ðàçìåùåíû êîîðäèíàöèîííî-íà-
ñûùåííûå ñèëîêñàíîâûå ñòðóêòóðíûå ãðóïïû,
ïîýòîìó ïðîèçâåñòè ìîäèôèöèðîâàíèå íàíîòðó-
áîê çàòðóäíèòåëüíî èç-çà îáðàçîâàíèÿ êîâàëåíò-
íî-èîííûõ õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé.  ðàáîòå [39]
ïðåäëîæåíà ñèíòåòè÷åñêàÿ ïðîöåäóðà ìîäèôè-
öèðîâàíèÿ ïîâåðõíîñòè íàíîòðóáîê -àìèíîïðî-
ïèëòðèýòîêñèñèëàíîì. Íà îñíîâàíèè èíòåðïðå-
òàöèè äàííûõ ÈÊ- è ßÌÐ-ñïåêòðîñêîïè÷åñêèõ
èññëåäîâàíèé óòâåðæäàåòñÿ, ÷òî ïðèâèâêà îðãà-
íîñèëàíà ïðîèñõîäèò íà äåôåêòàõ âíåøíåé ïî-
âåðõíîñòè, êðàÿõ àëþìîñèëèêàòà ïðè ó÷àñòèè
Si–OH, Al–OH-ãðóïï. Àëþìèíîëüíûå ãðóïïû,
ðàçìåùåííûå â ïîëîñòÿõ íàíîòðóáîê, òàêæå çà-
äåéñòâîâàíû â õåìîñîðáöèè ñèëàíà. Ôîòîãðàôèè
ýëåêòðîííûõ èçîáðàæåíèé [40] ñâèäåòåëüñòâóþò
î ñèíòåçå ìîäèôèöèðîâàííûõ ïîëèàíèëèíîâûì
ïîëèìåðîì íàíîòðóáîê. Çíà÷èòåëüíàÿ ïðî÷íîñòü
ñîåäèíåíèÿ ìåæäó òðóáêàìè è ïîêðûòèåì ïîä-
òâåðæäàåò èõ õèìè÷åñêîå âçàèìîäåéñòâèå, êî-
òîðîå ðåàëèçóåòñÿ ñ ó÷àñòèåì ãèäðîêñèëüíûõ
ãðóïï ïîâåðõíîñòè àëþìîñèëèêàòà.
Îáðàáîòêîé àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê
÷åòâåðòè÷íûìè àìèíàìè è èõ ñìåøèâàíèåì ñ
ïîëèïðîïèëåíîì ïîëó÷àëè êîìïîçèò. Íàíîòðóáêè
óâåëè÷èâàþò ñêîðîñòü êðèñòàëëèçàöèè êîìïî-
çèòà âäâîå ïî ñðàâíåíèþ ñ ÷èñòûì ïîëèìåðîì.
Ýëåêòðîííî-ìèêðîñêîïè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ
âûÿâèëè âûñîêóþ ãîìîãåííîñòü ïîëèìåðà ïðè
ñîäåðæàíèè íàïîëíèòåëÿ äî 10 ìàññ.% è óäîâ-
ëåòâîðèòåëüíûé ìåæôàçíûé êîíòàêò. Ìåõàíè-
÷åñêèå ñâîéñòâà êîìïîçèöèîííîãî ìàòåðèàëà
ìåíÿþòñÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ ÷èñòûì ïîëèïðîïè-
ëåíîì íåçíà÷èòåëüíî, ìåíåå, ÷åì îæèäàëîñü,
÷òî ñâÿçàíî ñ íåáîëüøèì çíà÷åíèåì ñîîòíîøå-
íèÿ äëèíû ê äèàìåòðó (3–10) ãàëëîèçèòíûõ íà-
íîòðóáîê [41].
Öåëüþ ðàáîòû [42] áûëî îïðåäåëåíèå ïðî-
òèâîâîñïëàìåíÿþùèõñÿ ñâîéñòâ ïîëèïðîïèëå-
íà, íàïîëíåííîãî àëþìîñèëèêàòíûìè íàíîòðóá-
êàìè. Òåðìè÷åñêàÿ ñòàáèëüíîñòü ñèíòåçèðîâàí-
íûõ íàíîêîìïîçèòîâ îêàçàëàñü íà 30–60 °Ñ
âûøå, ÷åì èñõîäíîãî ïîëèïðîïèëåíà. Êàëîðè-
ìåòðè÷åñêèå äàííûå, óâåëè÷åíèå âðåìåíè äî
âîñïëàìåíåíèÿ (14–38%) ïîäòâåðæäàþò óìåíü-
øåíèå ñïîñîáíîñòè ìàòåðèàëà ê âîñïëàìåíå-
íèþ. Ïðè ñîäåðæàíèè íàíîòðóáîê â íåéëîíå ñâû-
øå 15 ìàññ.% äîñòèãàåòñÿ ïðèåìëåìûé êîììåð-
÷åñêèé ïðîòèâîâîñïëàìåíÿþùèéñÿ óðîâåíü [43].
Îáúÿñíÿþò ýòîò ýôôåêò òåì, ÷òî âî âðåìÿ íà-
ãðåâàíèÿ íàíîêîìïîçèòà îáðàçóåòñÿ òåðìè÷åñ-
êèé èçîëÿöèîííûé áàðüåð, êîòîðûé ïðåïÿòñòâó-
åò áûñòðîìó âîñïëàìåíåíèþ.
Ïëåíêè, íàïîëíåííûå ãàëëîèçèòíûìè íàíî-
òðóáêàìè, ñèíòåçèðîâàëè èç ïîëèâèíèëîâîãî ñïèð-
òà. Ìîäèôèöèðîâàíèå ïðîòåêàåò ÷åðåç ñòàäèþ
îáðàçîâàíèÿ âîäîðîäíûõ ñâÿçåé ìåæäó ãèäðî-
êñèëüíûìè ãðóïïàìè àëþìîñèëèêàòà è ïîëèâè-
íèëîâîãî ñïèðòà. Íàïîëíèòåëü ñóùåñòâåííî
ñíèæàë ñêîðîñòü êðèñòàëëèçàöèè è óâåëè÷èâàë
òåðìè÷åñêóþ ñòàáèëüíîñòü ñèíòåçèðîâàííûõ
íàíîêîìïîçèöèîííûõ ìàòåðèàëîâ [44].
Ìîäèôèöèðîâàííûå ñèëàíîì ïðèðîäíûå íà-
íîòðóáêè âíåäðÿëè â ìàòðèöó ýïîêñèäíîé ñìî-
ëû. Ïðè ñîäåðæàíèè íàïîëíèòåëÿ 12 ìàññ.% â
ìàòåðèàëå óäàëîñü ïîâûñèòü ìîäóëü óïðóãîñ-
òè íà 40%, à îáðàòèìóþ äåôîðìàöèþ — íà
133% [45]. Ýïîêñèäíûå íàíîêîìïîçèòû èìåëè
óëó÷øåííóþ â ÷åòûðå ðàçà óäàðíóþ âÿçêîñòü [46].
Äåòàëüíîå èçó÷åíèå ïðî÷íîñòè ìàòåðèàëîâ ýïîê-
ñèäíûå ñìîëû/íàíîòðóáêè ïîêàçàëî, ÷òî èõ
ïðî÷íîñòü íà ðàçðûâ ìîæíî óâåëè÷èòü íà 50%
áåç ñóùåñòâåííîãî óõóäøåíèÿ äðóãèõ âàæíûõ
õàðàêòåðèñòèê — ïðî÷íîñòè, ìîäóëÿ óïðóãîñòè
è ñòåêëîâàíèÿ [47].
ФУЛЛЕРЕНЫ, НАНОТРУБКИ И ОДНОМЕРНЫЕ НАНООБЪЕКТЫ
49
М
АТ
ЕР
И
АЛ
О
ВЕ
Д
ЕН
И
Е
Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2009, ¹ 2
Ïðîâåäåíî âèçóàëüíîå íàáëþäåíèå ïîëèìå-
ðîâ â ïîëîñòÿõ íàíîòðóáîê; íà ðèñ. 5 ïðåäñòàâ-
ëåíû ýëåêòðîííûå ôîòîãðàôèè ñèíòåçèðîâàííî-
ãî ìàòåðèàëà ýòèëåíïðîïèëåíäèåí/àëþìîñèëè-
êàòíûå íàíîòðóáêè. Íàíîêîìïîçèò ïðîÿâëÿåò
óëó÷øåííûå õàðàêòåðèñòèêè ïðî÷íîñòè (íà
873%) è îòíîñèòåëüíîãî óäëèíåíèÿ (íà 305%) è
ìåíüøóþ ñïîñîáíîñòü ê âîñïëàìåíåíèþ ïî ñðàâ-
íåíèþ ñ èñõîäíûì ïîëèìåðîì [52]. Äàííûé ôàêò
äàåò íàäåæäó íà ñèíòåç õèìè÷åñêèõ ñòðóêòóð cî
«ñêâîçíîé» ïðîøèâêîé íàíîòðóáîê (êîãäà ïîëè-
ìåð âî âíóòðåííèõ ïîëîñòÿõ íåïîñðåäñòâåííî
÷åðåç õèìè÷åñêèå ñâÿçè ñîåäèíåí ñ áàçîé ïîëè-
ìåðà), ÷òî çíà÷èòåëüíî óâåëè÷èò ïðî÷íîñòíûå
õàðàêòåðèñòèêè êîìïîçèöèîííûõ ìàòåðèàëîâ.
Íàíîðàçìåðíîñòü òðóáîê ïðåäîïðåäåëÿåò âûñî-
êóþ äèñïåðñíîñòü è, ñëåäîâàòåëüíî, ðàâíîìåð-
íîñòü ðàñïðåäåëåíèÿ íàïîëíèòåëÿ â ïîëèìåðíîé
ìàòðèöå. Ìåæäó àëþìîñèëèêàòíûìè íàíîòðóá-
êàìè è ïîëèìåðàìè, âåðîÿòíî, îáðàçóþòñÿ êîâà-
ëåíòíî-èîííûå õèìè÷åñêèå ñâÿçè, íî âîïðîñ îï-
ðåäåëåíèÿ èõ êîëè÷åñòâà îñòàåòñÿ îòêðûòûì.
Êàòàëèòè÷åñêèå ñâîéñòâà
àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê
è ìàòåðèàëîâ íà èõ îñíîâå
Ãàëëîèçèòíûå íàíîòðóáêè îáëàäàþò êàòàëè-
òè÷åñêîé àêòèâíîñòüþ â êèñëîòíî-îñíîâíûõ è
îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíûõ ðåàêöèÿõ. Èõ
èíòåíñèâíî èñïîëüçóþò â êà÷åñòâå íîñèòåëåé êà-
òàëèçàòîðîâ. Íà ïîâåðõíîñòè àëþìîñèëèêàòíûõ
íàíîòðóáîê ñóùåñòâóþò êèñëîòíûå öåíòðû Áðåí-
ñòåäà — ïðîòîíû, ëîêàëèçîâàííûå íà íåñêîì-
ïåíñèðîâàííûõ îòðèöàòåëüíûõ çàðÿäàõ êðèñòàë-
ëè÷åñêîé ðåøåòêè è â ñîñòàâå ãèäðîêñèëüíûõ
ãðóïï Al–OH è Si–OH; êèñëîòíûå öåíòðû Ëüþè-
ñà — 4-, 5-êîîðäèíèðîâàííûå êàòèîíû àëþìè-
íèÿ.  õèìè÷åñêèé ñîñòàâ ïðèðîäíûõ àëþìîñè-
ëèêàòíûõ íàíîòðóáîê âõîäÿò ïðèìåñè îêñèäîâ
æåëåçà è òèòàíà, îáëàäàþùèå îêèñëèòåëüíîé ñïî-
ñîáíîñòüþ. Íàíîðàçìåðíîñòü àëþìîñèëèêàòíûõ
íàíîòðóáîê âåäåò ê íèâåëèðîâàíèþ íåíóæíûõ
äèôôóçèîííûõ ÿâëåíèé è ñòåðè÷åñêèõ ýôôåêòîâ.
Î÷åâèäíî, ÷òî ïîëîñòè íàíîòðóáîê ãåòåðîãåííûõ
êàòàëèçàòîðîâ ìîãóò óñèëèòü àêòèâíîñòü è ñå-
ëåêòèâíîñòü õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé.
Èç ñóñïåíçèè íàíîòðóáîê è ïîëèìåðíîãî ïðåä-
øåñòâåííèêà ãîòîâèëè êàðáîêñèëèðîâàííóþ ñòè-
ðåí-áóòàäèåíîâóþ ðåçèíó, êîòîðóþ çàòåì âóëêà-
íèçèðîâàëè ïðè 150 Ñ è ïîëó÷àëè íàíîêîìïîçèò.
 êîìïîçèòå ìåæäó êîìïîíåíòàìè ôîðìèðóþò-
ñÿ âîäîðîäíûå ñâÿçè, êîòîðûå áëàãîïðèÿòíî âëè-
ÿþò íà ìåõàíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ìàòåðèà-
ëà è óâåëè÷èâàþò ìîäóëü óïðóãîñòè â 3,5 ðàçà è
ïðåäåë ïðî÷íîñòè íà 53% [17]. Ïðè èñïîëüçîâà-
íèè äîáàâîê ìåòàêðèëîâîé êèñëîòû è ìåòàêðè-
ëàòà öèíêà â ïðèãîòîâëåíèè êîìïîçèòà ñòèðåí-
áóòàäèåí/íàíîòðóáêè ìåæäó åãî êîìïîíåíòàìè
âîçíèêàåò äîïîëíèòåëüíîå ñâÿçûâàíèå, ÷òî ïî-
âûøàåò ïðåäåë ïðî÷íîñòè â òðè ðàçà [48].
Ïîëó÷åííàÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì ïðèðîäíûõ
íàíîòðóáîê áóìàãà îáëàäàåò ïîâûøåííîé ïî-
ðèñòîñòüþ, ÷òî ÷ðåçâû÷àéíî âàæíî äëÿ êà÷åñò-
âåííîé ïå÷àòè [49].  ðàáîòå [50] ñèíòåçèðîâà-
ëè íàíîêîìïîçèöèîííûé ìàòåðèàë — àêðèëàò/àëþ-
ìîñèëèêàòíûå íàíîòðóáêè. Äëÿ ïðèãîòîâëåíèÿ
äðóãîãî êîìïîçèòà — ïîëèñòèðåí/àëþìîñèëè-
êàòíûõ íàíîòðóáîê — èñïîëüçîâàëè ìîäèôèöè-
ðîâàííûå -ìåòàêðèëîêñèïðîïèëòðèìåòîêñèñè-
ëàíîì íàíîòðóáêè [51].
Ðèñ. 5. Ôîòîãðàôèÿ ýëåêòðîííîãî èçîáðàæåíèÿ
àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê, íàïîëíåííûõ
ïîëèìåðîì
50
Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2009, ¹ 2
Àëþìîñèëèêàòíûé êàòàëèçàòîð èñïîëüçîâàëè
â ãåòåðîãåííûõ ïðîöåññàõ îêèñëåíèÿ ãèäðàçèíà â
ïðèñóòñòâèè êèñëîðîäà âîçäóõà ñ êîíâåðñèåé áî-
ëåå 90%. Ïðè ñðàâíåíèè êàòàëèòè÷åñêîé àêòèâ-
íîñòè ãàëëîèçèòà è êàîëèíà îáíàðóæåíî, ÷òî åå
óðîâíè ñîïîñòàâèìû è ëèíåéíî çàâèñÿò îò êîíöåíò-
ðàöèè êèñëîðîäà. Ïðÿìîé âçàèìîñâÿçè ìåæäó
ñîäåðæàíèåì ïðèìåñåé ìåòàëëîâ è êàòàëèòè÷åñ-
êîé àêòèâíîñòüþ íå ïðîñëåæèâàëîñü â ðåàêöèè
îêèñëåíèÿ ãèäðàçèíà [53]. Íà ÷àñòèöàõ ãàëëîèçè-
òà ïðîèñõîäèò ôîòîäåñòðóêöèÿ òåòðàõëîðýòèëåíà
èç âîçäóøíîé ñìåñè ïðè ôîòîèëëþìèíàöèè â äèà-
ïàçîíå áîëåå 300 íì.  ñëó÷àå èñïîëüçîâàíèÿ êà-
îëèíà ïðîöåññ ðàçëîæåíèÿ ïðàêòè÷åñêè îòñóòñòâî-
âàë [54]. Äàííûé ïðîöåññ áûë îñóùåñòâëåí áëà-
ãîäàðÿ çíà÷èòåëüíîìó ñîäåðæàíèþ ôàçû àíàòàçà
â ñîñòàâå ãàëëîèçèòíûõ íàíîòðóáîê. Ìåõàíèçì
ðàçëîæåíèÿ âêëþ÷àåò â ñåáÿ îáðàçîâàíèå òåòðà-
õëîðýòèëåí-êèñëîðîäíûõ ìîëåêóëÿðíûõ êîìïëåê-
ñîâ ñ ïåðåíîñîì çàðÿäà, êîòîðûå çàôèêñèðîâàíû
â óëüòðàôèîëåòîâûõ ñïåêòðàõ. Ãåòåðîãåííîå ðàç-
ëîæåíèå ôòîðñîäåðæàùèõ ñîåäèíåíèé íà ãàëëîè-
çèòíûõ íàíîòðóáêàõ ïðè 40 °Ñ ïðîèñõîäèò ñ ýíåð-
ãèåé àêòèâàöèè 31 êÄæ·ìîëü-1 ñ âûõîäîì 95%.
Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ôîòîèíèöèèðîâàíèå êàòà-
ëèòè÷åñêîé ðåàêöèè äåñòðóêöèè ñóùåñòâåííî íå
ïîâëèÿëî íà êàòàëèòè÷åñêóþ àêòèâíîñòü ãëèí [55].
Âûñîêóþ àêòèâíîñòü â êàòàëèòè÷åñêîé äå-
ñòðóêöèè ïîëèñòèðåíà ïðîÿâëÿþò ãàëëîèçèòíûå
íàíîòðóáêè â âîäîðîäíîé ôîðìå ïðè 400–450 °Ñ.
Ïðîäóêòû ðåàêöèé — àðîìàòè÷åñêèå ñîåäèíå-
íèÿ (99%), èç êîòîðûõ ñâûøå ïîëîâèíû ñîñòàâ-
ëÿåò ñòèðåí. Ñåëåêòèâíîñòü ïî ñòèðåíó ìîæíî
îáúÿñíèòü ìîëåêóëÿðíîñèòîâûì ýôôåêòîì ãåòå-
ðîãåííîãî êàòàëèçàòîðà áëàãîäàðÿ ó÷àñòèþ ïî-
ëîñòåé íàíîòðóáîê [56].  ðåàêöèÿõ êàòàëèòè÷åñ-
êîãî êðåêèíãà óãëåâîäîðîäîâ ïðè 460 °Ñ àêòèâ-
íîñòü àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê â êîíâåðñèè
ñîñòàâëÿåò 24,3%, êàîëèíà — 13,4%, à äèêêèò
èìååò íóëåâîé óðîâåíü àêòèâíîñòè. Ïðè îäèíà-
êîâîì õèìè÷åñêîì ñîñòàâå êàòàëèçàòîðîâ îáíà-
ðóæåíà êîððåëÿöèÿ ìåæäó êàòàëèòè÷åñêîé àêòèâ-
íîñòüþ â ðåàêöèÿõ êðåêèíãà è ëåãêîñòüþ îáðà-
çîâàíèÿ L-öåíòðîâ ãëèí. Ïî äàííûì ÈÊ-ñïåêòðî-
ñêîïèè, èíòåíñèâíîñòü ïîëîñ ïîãëîùåíèÿ ãèäðî-
êñèëüíûõ ãðóïï ïðè òåðìè÷åñêîé îáðàáîòêå óìåíü-
øàåòñÿ â ðÿäó ãàëëîèçèò > êàîëèí > äèêêèò [57].
Àëþìîñèëèêàòíûå íàíîòðóáêè, ìîäèôèöèðî-
âàííûå ïîðôèðèíàìè æåëåçà(III), ïðîÿâëÿþòñÿ
êàê ãåòåðîãåííûå êàòàëèçàòîðû îêèñëåíèÿ êèñ-
ëîðîäîì öèêëîîêòåíà, öèêëîãåêñàíà è í-ãåïòàíà.
Ïðè ïîâûøåííûõ äàâëåíèÿõ è èñïîëüçîâàíèè
àíèîííûõ è êàòèîííûõ êîìïëåêñîâ ïîðôèðèíîâ
æåëåçà óäàëîñü ñ õîðîøèì âûõîäîì íàíåñòè èõ
íà ïîâåðõíîñòü àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê.
 óñëîâèÿõ ìîäèôèöèðîâàíèÿ ïðè pH 5–6 ôîð-
ìèðóþòñÿ ïðîòîíèðîâàííûå àëþìèíîëüíûå ãðóï-
ïû Al(OH2)+, êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ öåíòðàìè àäñîðá-
öèè àíèîííûõ ìåòàëëîïîðôèíîâ. Êàòèîííûå ìå-
òàëëîïîðôèíû àäñîðáèðóþòñÿ ïðè pH âûøå 2–3
íà íåãàòèâíî çàðÿæåííîé ïîâåðõíîñòè. Èììîáè-
ëèçàöèè íåéòðàëüíûõ êîìïëåêñîâ ïîðôèðèíîâ íà
ïîâåðõíîñòè àëþìîñèëèêàòîâ íå íàáëþäàëîñü,
÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î ïðåèìóùåñòâåííîì èîí-
èîííîì è èîí-äèïîëüíîì ìåõàíèçìå ñîðáöèè ìå-
òàëëîêîìïëåêñîâ. Îêñèä öèêëîîêòåíà íà êàòà-
ëèçàòîðå íàíîòðóáêè/ïîðôèðèíû æåëåçà(III) ïî-
ëó÷åí ñ âûõîäîì 99%, â ñëó÷àå èñïîëüçîâàíèÿ
ñîáñòâåííî ïîðôèðèíîâ æåëåçà(III) âûõîä ñîñòàâ-
ëÿåò ëèøü 68%. Ïðè îêèñëåíèè í-ãåïòàíà â ñïèðò
òàêæå íàáëþäàþòñÿ ïîâûøåííàÿ àêòèâíîñòü è
ñåëåêòèâíîñòü ãåòåðîãåííîãî êàòàëèçàòîðà â
ñðàâíåíèè ñ îäíîêîìïîíåíòíûì àíàëîãîì. Äëÿ
îáúÿñíåíèÿ ñåëåêòèâíîñòè êàòàëèçàòîðîâ â ðå-
àêöèÿõ îêèñëåíèÿ âûñêàçàíî ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî,
êðîìå âíåøíåé ïîâåðõíîñòè, â ìîäèôèöèðîâàíèè
ìåòàëëîêîìïëåêñàìè ïðèíèìàåò ó÷àñòèå ïîâåðõ-
íîñòü âíóòðåííèõ ïîëîñòåé, ÷òî âåäåò ê ïðîÿâ-
ëåíèþ ìîëåêóëÿðíîñèòîâîãî ýôôåêòà â êàòàëè-
òè÷åñêèõ ðåàêöèÿõ [58].
Íàíî÷àñòèöû ñåðåáðà, íàíåñåííûå íà àëþ-
ìîñèëèêàòíûå íàíîòðóáêè, ïðîÿâëÿþò àêòèâ-
íîñòü â êàòàëèòè÷åñêîé ðåàêöèè âîññòàíîâ-
ëåíèÿ 4-íèòðîôåíîëà â àìèíîôåíîë â âîäíîì
ðàñòâîðå NaBH4 [59]. Ïîâåðõíîñòü àëþìîñè-
ëèêàòîâ ïðåäâàðèòåëüíî îáðàáàòûâàëè ðå-
àãåíòàìè, ïðèâîäÿùèìè ê ôîðìèðîâàíèþ òèîëü-
íûõ (S–H) ôóíêöèîíàëüíûõ ãðóïï. Ïî äàííûì
ýëåêòðîííîé ìèêðîñêîïèè, íàíî÷àñòèöû ñåðåá-
ðà ñî ñðåäíèì ðàçìåðîì 10 íì ðàçìåùàþòñÿ
èçîëèðîâàííî äðóã îò äðóãà. Èììîáèëèçàöèÿ
íàíî÷àñòèö ïðîèñõîäèò ÷åðåç îáðàçîâàíèå õè-
ìè÷åñêîé ñâÿçè, ðåíòãåíîýëåêòðîííûå ñïåêòðû
2p-ýëåêòðîíîâ ñåðû ñ ìàêñèìóìàìè ïðè 162,4
ФУЛЛЕРЕНЫ, НАНОТРУБКИ И ОДНОМЕРНЫЕ НАНООБЪЕКТЫ
51
М
АТ
ЕР
И
АЛ
О
ВЕ
Д
ЕН
И
Е
Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2009, ¹ 2
è 163,7 ýÂ óêàçûâàþò íà ôîðìèðîâàíèå êîâà-
ëåíòíî-èîííûõ Ag–S-ñâÿçåé.
Àëþìîñèëèêàòíûå íàíîòðóáêè èñïîëüçîâà-
ëè â êà÷åñòâå íîñèòåëÿ êàòàëèçàòîðîâ CuBr-
[1,1,4,7,10,10-ãåêñàìåòèëòðèýòèëòåòðààìèíà] è
CuBr-[3-(2-àìèíîýòèëàìèíîïðîïèëòðèìåòîêñè-
ñèëàíà)] â ðåàêöèè ïîëèìåðèçàöèè ìåòèëìåòàê-
ðèëàòà [16]. Ïðè ôèçè÷åñêîé àäñîðáöèè êàòà-
ëèçàòîð îêðàøèâàëñÿ â ôèîëåòîâî-ãîëóáîé öâåò,
÷òî ñâèäåòåëüñòâîâàëî î âçàèìîäåéñòâèè ïî-
ëÿðíûõ ìîëåêóë êàòàëèçàòîðà ñ ãèäðîêñèëüíû-
ìè ãðóïïàìè àëþìîñèëèêàòà. Èñïîëüçîâàíèå
ñèëàíîâ â êà÷åñòâå ëèãàíäà â êîìïëåêñå ïðèâî-
äèò ê ïîâûøåííîìó ñðîäñòâó êàòàëèçàòîðà ê ïî-
âåðõíîñòè àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê.
Àêòèâèðîâàííûå HCl àëþìîñèëèêàòíûå íàíîò-
ðóáêè àêòèâíû â ðåàêöèè èçîìåðèçàöèè ñ îáðà-
çîâàíèåì êàìôåíà. Âûõîä ïðîäóêòà ñîñòàâëÿåò
24–41%, à ðåàêöèÿ ïðîòåêàåò ïî ïåðâîìó ïîðÿä-
êó [60].
Äëÿ ýôôåêòèâíîãî íàíåñåíèÿ êàòàëèçàòîðîâ
õèìèÿ ïîâåðõíîñòè èìååò ðåøàþùåå çíà÷åíèå,
àêòóàëüíîñòü âîïðîñîâ îïðåäåëåíèÿ ñòðóêòóðû
ïîâåðõíîñòè àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê è èõ
ìîäèôèöèðîâàííûõ ôîðì íå âûçûâàåò ñîìíåíèÿ.
Ñèíåðãåòè÷åñêîå äåéñòâèå êàòàëèòè÷åñêè àêòèâ-
íîãî íîñèòåëÿ è êàòàëèçàòîðà ìîæåò ïðèâåñòè ê
ñèíòåçó óíèêàëüíûõ ìàòåðèàëîâ, à ðîëü ïóñòîò
íàíîòðóáîê â êàòàëèçå ïðåäñòîèò âûÿñíèòü.
Î÷åâèäíî, ÷òî â ìèðîâîé ëèòåðàòóðå ñóùåñò-
âóþò ðàçðîçíåííûå äàííûå î ïðèðîäíûõ àëþ-
ìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáêàõ. Ê äîñòèæåíèÿì â
îáëàñòè õèìèè àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê
ìîæíî îòíåñòè: ïîëó÷åíèå îáøèðíûõ äàííûõ îá
èõ êàòèîíîîáìåííûõ ñâîéñòâàõ è ïðîöåññàõ èí-
òåðêàëèðîâàíèÿ; èñïîëüçîâàíèå äåøåâûõ íàíî-
òðóáîê â êà÷åñòâå òåìïëàòîâ; êîíòðîëèðîâàííîå
èíêàïñóëèðîâàíèå è âûäåëåíèå ïîëåçíûõ âåùåñòâ
èç ïîëîñòåé íàíîòðóáîê; âûÿâëåíèå ìíîãîîáåùà-
þùèõ ýêñïëóàòàöèîííûõ ïîêàçàòåëåé íàíîêîì-
ïîçèöèîííûõ ìàòåðèàëîâ; ýôôåêòèâíîñòü íàíî-
òðóáîê â ãåòåðîãåííîì êàòàëèçå. Íà íàø âçãëÿä,
ïåðñïåêòèâíûå íàó÷íûå íàïðàâëåíèÿ õèìèè ïðè-
ðîäíûõ àëþìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê âñåöåëî
ñâÿçàíû ñ óñòàíîâëåíèåì âëèÿíèÿ ïîëîñòåé íà-
íîòðóáîê íà ôèçèêî-õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà ñèíòå-
çèðîâàííûõ ñ ó÷àñòèåì íàíîòðóáîê ñîåäèíåíèé.
Ê àêòóàëüíûì ïðîáëåìàì õèìèè ãàëëîèçèò-
íûõ íàíîòðóáîê, êîòîðûå ïðåäñòîèò ðåøèòü,
ìîæíî îòíåñòè:
– ðàçðàáîòêó ýôôåêòèâíûõ ìåòîäîâ ñèíòå-
çà èíêàïñóëèðîâàíûõ â íàíîòðóáêàõ õèìè-
÷åñêèõ ñîåäèíåíèé;
– ñèíòåç íîâûõ êëàññîâ ñîåäèíåíèé ñ èñ-
ïîëüçîâàíèåì â êà÷åñòâå òåìïëàòîâ àëþ-
ìîñèëèêàòíûõ íàíîòðóáîê;
– öåëåíàïðàâëåííîå èñïîëüçîâàíèå ïîëîñ-
òåé íàíîòðóáîê äëÿ ñîçäàíèÿ ìîëåêóëÿð-
íîñèòîâîãî ýôôåêòà;
– äèôôåðåíöèàöèþ ñâîéñòâ âíåøíåé è âíóò-
ðåííåé ïîâåðõíîñòåé àëþìîñèëèêàòíûõ
íàíîòðóáîê è ñåëåêòèâíîå ìîäèôèöèðîâà-
íèå âíóòðåííåé ïîâåðõíîñòè íàíîòðóáîê.
Ðàñøèðåíèå çíàíèé î ïðèðîäíûõ àëþìîñè-
ëèêàòíûõ íàíîòðóáêàõ, áåçóñëîâíî, ïîçâîëèò â
äàëüíåéøåì ñîçäàâàòü íîâûå ýôôåêòèâíûå
ìàòåðèàëû è óñïåøíî èñïîëüçîâàòü èõ â ïîâñå-
äíåâíîé äåÿòåëüíîñòè ÷åëîâåêà.
Ñèñòåìàòèçîâàíî â³äîìîñò³ ïðî õ³ì³þ ïðèðîäíèõ àëþìîñè-
ë³êàòíèõ íàíîòðóáîê. Íàâåäåíî äàí³ ïðî õ³ì³÷íèé ñêëàä,
ñòðóêòóðó êðèñòàë³â ³ ïîâåðõí³, òåðì³÷íó ñòàá³ëüí³ñòü òà
ñïåêòðàëüí³ õàðàêòåðèñòèêè íàíîòðóáîê. Ðîçãëÿíóòî
ñòðóêòóðîòâ³ðí³, àäñîðáö³éí³, êàòàë³òè÷í³ âëàñòèâîñò³ àëþ-
ìîñèë³êàòíèõ íàíîòðóáîê ³ çàçíà÷åíî ïåðåâàãè âèêîðèñ-
òàííÿ ¿õ ÿê íàïîâíþâà÷³â ó ïîë³ìåðíèõ ìàòðèöÿõ.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: íàíîòðóáêè, àëþìîñèë³êàòè, ñòðóêòóðà,
àäñîðáö³ÿ, êàòàë³ç
Researches of chemistry of natural aluminosilicates nanotubes
are reviewed. Chemical composition, structure of crystal and
surface, thermal and spectroscopy properties are shown.
Template, adsorption, catalytic properties of nanotubes are
given.
Key words: nanotubes, aluminosilicates, structure, adsorption,
catalysis
1. Synthesis of carbon nanotubes from a chlorine-containing
precursor and their properties / Brichka S.Ya., Prikhod’ko G.P.,
Sementsov Yu.I. et al. // Carbon. — 2004. — ¹ 42. —
P. 2581–2587.
2. Ðàêîâ Ý.Ã. Ïèðîëèòè÷åñêèé ñèíòåç óãëåðîäíûõ íàíî-
òðóáîê è íàíîâîëîêîí // Ðîññèéñêèé õèìè÷åñêèé æóð-
íàë. — 2004. — Ò. XLVIII, ¹ 5. — Ñ. 12–20.
3. Ðàêîâ Ý.Ã. Õèìèÿ è ïðèìåíåíèå óãëåðîäíûõ íàíîòðó-
áîê // Óñïåõè õèìèè. — 2001. — Ò. 70, ¹ 10. — Ñ. 934–
973.
52
Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2009, ¹ 2
4. Åëåöêèé À.Â. Óãëåðîäíûå íàíîòðóáêè // Óñïåõè ôèçè-
÷åñêèõ íàóê. — 1997. — Ò. 167, ¹ 9. — Ñ. 945–972.
5. Åëåöêèé À.Â. Ñîðáöèîííûå ñâîéñòâà óãëåðîäíûõ íà-
íîñòðóêòóð // Óñïåõè ôèçè÷åñêèõ íàóê. — 2004. —
Ò. 174, ¹ 11. — Ñ. 1191–1231.
6. Åëåöêèé À.Â. Óãëåðîäíûå íàíîòðóáêè è èõ ýìèññèííûå
ñâîéñòâà // Óñïåõè ôèçè÷åñêèõ íàóê. — 2002. — Ò. 172,
¹ 4. — Ñ. 402–438.
7. Åëåöêèé À.Â. Ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà óãëåðîäíûõ íà-
íîñòðóêòóð è ìàòåðèàëîâ íà èõ îñíîâå // Óñïåõè ôèçè-
÷åñêèõ íàóê. — 2007. — Ò. 177, ¹ 3. — Ñ. 233–274.
8. Ïîêðîïèâíûé Â.Â. Íåóãëåðîäíûå íàíîòðóáêè. I. Ìå-
òîäû ñèíòåçà // Ïîðîøêîâàÿ ìåòàëëóðãèÿ. — 2001. —
¹ 9–10. — Ñ. 50–63.
9. Bates T.F., Hildebrand F.A., Swineford A. Morphology
and structure of endellite and halloysite // The American
Mineralogist. — 1950. — Vol. 35, ¹ 7–8. — P. 463–484.
10. Halloysite characteristics and formation in the northern Golan
Heights / A. Singer, M. Zarei., F.M. Lange, K. Stahr //
Geoderma. — 2004. — Vol. 123. — P. 279–295.
11. Perederij V.I. Clay mineral composition and palaeoclimatic
interpretation of the Pleistocene deposits of Ukraine Quater-
nary International. — 2001. — Vol. 76, 77. — P. 113–121.
12. Îâ÷àðåíêî Ô.Ä. Êàîëèíû Óêðàèíû. Ñïðàâî÷íèê. —
Ê.: Íàóêîâà äóìêà, 1982. — 367 ñ.
13. Halloysite clay minerals — a review / Joussein E., Petit
S., Churchman J. et al. // Clay minerals. — 2005. — Vol.
40. — P. 383–426.
14. Kloprogge T. J., Frost R.L. Raman microprobe spectroscopy
of hydrated halloysite from a neogene cryptokarst from
southern Belgium // J. Raman Spectrosc. — 1999. —
Vol. 30. — P. 1079–1085.
15. Palomba M., Porcu R. Thermal behavior of some minerals //
Journal of Thermal Analysis. — 1988. — Vol. 34. — P. 711–
722.
16. Use of nanotubes of natural halloysite as catalyst support in
the atom transferradical polymerization of methyl
methacrylate / Barrientos-Ramirez S., Ramos-Fernandez E.V.,
Silvestre-Albero J. et al. // Microporous and Mesoporous
Materials. — 2009. — Vol. 120, ¹ 1–2. — P. 132–140.
17. Carboxylated butadiene–styrene rubber/halloysite nanotube
nanocomposites: Interfacial interaction and performance /
Du M., Guo B., Lei Y. et al. // Polymer. — 2008. — Vol. 49. —
P. 4871–4876.
18. Komusinski J., Stoch L. Dehydroxylation of kaolinite-
group minerals: an ESR study // Journal of Thermal
Analysis. — 1984. — Vol. 29. — P. 1033–1040.
19. Kvlividze V.I., Krasnushkin A.V. The 1H and 2D NMR
spectra and the nature of the molecular motion in the
halloysite-water and kaolinite-water systems // Zhurnal
Strukturnoi Khimii. — 1977. — Vol. 18, ¹ 1. — P. 58–61.
20. Quasi-elastic neutron scattering studies on clay interlayer-
space highlighting the effect of the cation in confined water
dynamics / Bordallo H.N., Aldridge L.P., Churchman G.J.
et al. // J. Phys. Chem. C. — 2008. — Vol. 112. — P.
13982–13991.
21. Study of the structure and thermal behavior of intercalated
kaolinites / Kristof J., Toth M., Gabor M. et al. // Journal
of Thermal Analysis. 1997. — Vol. 49. — P. 1441–1448.
22. Hydrazine-hydrate intercalated halloysite under controlled-
rate thermal analysis conditions / Horvath E., Kristof J.,
Frost R.L. et al. // Journal of Thermal Analysis and
Calorimetry. — 2003. — Vol. 71. — P. 707–714.
23. Synthesis of mesoporous carbon nanosheets using tubular
halloysiteand furfuryl alcohol by a template-like method /
Wang A., Kang F., Huang Z. et al. // Microporous and
Mesoporous Materials. — 2008. — Vol. 108. — P. 318–324.
24. Zhang L., Liu P. Facile Fabrication of Uniform Polyaniline
Nanotubes with Tubular Aluminosilicates as Templates //
Nanoscale Res. Lett. — 2008. — ¹ 3. — P. 299–302.
25. Polymer-modified halloysite composite nanotubes / Li C.,
Liu J., Qu X. et al. // Journal of Applied Polymer Science.
— 2008. — Vol. 110. — P. 3638–3646.
26. Baral S., Brandow S., Gabers B.P. Electroless metalization
of halloysite, a hollow cylindrical 1:l aluminosilicate of
submicron diameter // Chem. Mater. — 1993. — ¹ 5. —
P. 1227–1232.
27. Oya A., Kizu K., Otani S. Porous materials prepared by
heating derivatives from halloysite // Journal of materials
science. — 1987. — Vol. 22. — P. 4541–4545.
28. Carbothermal formation of ’-sialon from kaolinite and
halloysite studied by 29Si and 27Al solid state MAS NMR /
K.J.D. MacKenzie, R.H. Meinhold, G.V. White, C.M. Hep-
pard // Journal of materials science. — 1994. — Vol. 29. —
P. 261l–2619.
29. Formation of aluminosilicate geopolymers from 1:1 layer-
lattice minerals pre-treated by various methods: a com-
parative study / K.J.D. MacKenzie, D.R.M. Brew,
R.A. Fletcher, R. Vagana // J. Mater. Sci. — 2007. —
Vol. 42. — P. 4667–4674.
30. Gualtieri A.F. Synthesis of sodium zeolites from a natural
halloysite // Phys. Chem. Minerals. — 2001. — Vol. 28. —
P. 719–728.
31. Levis S.R., Deasy P.B. Characterisation of halloysite for
use as a microtubular drug delivery system // International
Journal of Pharmaceutics. — 2002. — Vol. 243. —
P. 125–134.
32. Thin film nanofabrication via layer-by-layer adsorption of
tubule halloysite, spherical silica, proteins and polycations /
Y. Lvov, R. Price, B. Gaber, I. Ichinose // Colloids and Surfaces
A: Physicochemical and Engineering Aspects. — 2002. —
Vol. 198–200. — P. 375–382.
33. Equilibrium and kinetics of 5-aminosalicylic acid adsorption
by halloysite / Viseras M.T., Aguzzi C., Cerezo P. et al. //
Microporous and Mesoporous Materials. — 2008. —
Vol. 108. — P. 112–116.
ФУЛЛЕРЕНЫ, НАНОТРУБКИ И ОДНОМЕРНЫЕ НАНООБЪЕКТЫ
53
М
АТ
ЕР
И
АЛ
О
ВЕ
Д
ЕН
И
Е
Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2009, ¹ 2
34. Halloysite clay nanotubes for controlled release of
protective agents / Y.M. Lvov, D.G. Shchukin, H. Mohwald,
R.R. Price // ACS Nano. — 2008. — Vol. 2, ¹ 5. —
P. 814–820.
35. Active Anticorrosion Coatings with Halloysite Nano-
containers / Shchukin D.G., Lamaka S.V., Yasakau K.A.
et al. // J. Phys. Chem. C. — 2008. — Vol. 112, ¹ 4. —
P. 958–964.
36. Zhao M., Liu P. Adsorption behavior of methylene blue
on halloysite nanotubes // Microporous and Mesoporous
Materials. — 2008. — Vol. 112. — P. 419–424.
37. Sorption-Desorption Characteristics of Methyl Parathion
by Clays / F.M. Kishk, T.M. Abu-Sharar, N.M. Bakry,
M.B. Abou-Donia // Arch. Environm. Contam, Toxicol. —
1979. — ¹ 8. — P. 637–645.
38. Lin Z., Puls R.W. Adsorption, desorption and oxidation of
arsenic affected by clay minerals and aging process //
Environmental Geology. — 2000. — Vol. 39, ¹ 7. —
P. 753–759.
39. Functionalization of halloysite clay nanotubes by grafting
with -aminopropyltriethoxysilane / Yuan P., Southon P.D.,
Liu Z. et al. // J. Phys. Chem. C. — 2008. — Vol. 112. —
P. 15742–15751.
40. Zhang L., Wang T., Liu P. Polyaniline-coated halloysite
nanotubes via in-situ chemical polymerization // Applied
Surface Science. — 2008. — Vol. 255. — P. 2091–2097.
41. Crystallization behavior and mechanical properties of
polypropylene/halloysite composites // Polymer / Ning N.-Y.,
Yin Q.-J., Luo F. et al. // Polymer. — 2007. — Vol. 48. —
P. 7374–7384.
42. Du M., Guo B., Jia D. Thermal stability and flame retardant
effects of halloysite nanotubes on poly(propylene) //
European Polymer Journal. — 2006. — Vol. 42. —
P. 1362–1369.
43. The suitability of halloysite nanotubes as a fire retardant
for nylon 6 / Marney D.C.O., Russell L.J., Wu D.Y.
et al. // Polymer Degradation and Stability. — 2008. —
Vol. 93. — P. 1971–1978.
44. Drying induced aggregation of halloysite nanotubes in
polyvinyl alcohol/halloysite nanotubes solution and its
effect on properties of composite film / M. Liu, B. Guo,
M. Du, D. Jia // Appl. Phys. A. — 2007. — Vol. 88. —
P. 391–395.
45. Natural inorganic nanotubes reinforced epoxy resin
nanocomposites / Liu M., Guo B., Du M. et al. // J. Polymer
Res. — 2008. — Vol. 15, ¹ 3. — P. 205–212.
46. High impact strength epoxy nanocomposites with natural
nanotubes / Y. Ye, H. Chen, J. Wu, L. Ye // Polymer. —
2007. — Vol. 48. — P. 6426–6433.
47. Toughening epoxies with halloysite nanotubes / S. Deng,
J. Zhang, L. Ye, J. Wu // Polymer. — 2008. — Vol. 49. —
P. 5119–5127.
48. Styrene-butadiene rubber/halloysite nanotubes nano-
composites modified by methacrylic acid / Guo B., Lei Y.,
Chen F. et al. // Applied Surface Science. — 2008. —
Vol. 255. — P. 2715–2722.
49. Layer-by-layer nanoparticle coatings on lignocellulose
wood microfibers / Lu Z., Eadula S., Zheng Z. et al. //
Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. —
2007. — Vol. 292. — P. 56–62.
50. Mu B., Zhao M., Liu P. Halloysite nanotubes grafted
hyperbranched (co)polymers via surface-initiated self-
condensing vinyl (co)polymerization // J. Nanopart. Res. —
2008. — Vol. 10, ¹ 5. — P. 831–838.
51. Zhao M., Liu P. Halloysite nanotubes/polystyrene
(HNTs/PS) nanocomposites via in situ bulk polymerization //
Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. — 2008. —
Vol. 94, ¹ 1. — P. 103–107.
52. Morphological, thermal and tensile properties of halloysite
nanotubesfilled ethylene propylene diene monomer (EPDM)
nanocomposites / H. Ismail, P. Pasbakhsh, M.N.A. Fauzi,
A.A. Bakar // Polymer Testing. — 2008. — Vol. 27. —
P. 841–-850.
53. Coyne L., Mariner R., Rice A. Air Oxidation of Hydrazine.
1. Reaction Kinetics on Natural Kaolinites, Halloysites,
and Model Substituent Layers with Varying Iron and
Titanium Oxide and 0-Center Contents // Langmuir. —
1991. — ¹ 7. — P. 1660–1674.
54. Kutsuna S., Ibusuki T., Takeuchi K. Heterogeneous
Photoreaction of Tetrachloroethene-Air Mixture on
Halloysite Particles // Environ. Sci. Technol. — 2000. —
Vol. 34, ¹ 12. — P. 2484–2489.
55. Heterogeneous Decomposition of CHF2OCH2CF3 and
CHF2OCH2C2F5 over Various Standard Aluminosilica
Clay Minerals in Air at 313 K / Kutsuna S., Chen L.,
Nohara K. et al. // Environ. Sci. Technol. — 2002. — Vol. 36,
¹ 14. — P. 3118–3123.
56. Performance of pyrophyllite and halloysite clays in the
catalytic degradation of polystyrene / K.-H. Cho,
B.-S. Jang, K.-H. Kim, D.-W. Park // React. Kinet. Catal.
Lett. — 2006. — Vol. 88, ¹ 1. — P. 43–50.
57. Rong T.-J., Xiao J.-K. The catalytic cracking activity of the
kaolin-group minerals // Materials Letters. — 2002. —
Vol. 57. — P. 297–301.
58. Immobilization of metalloporphyrins into nanotubes of
natural halloysite toward selective catalysts for oxidation
reactions / G.S. Machado, K.A.D.F. Castro, F. Wypych,
S. Nakagaki // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. —
2008. — Vol. 283. — P. 99–107.
59. Findik S., Gunduz G. Isomerization of -Pinene to Camphene //
JAOCS. — 1997. — Vol. 74, ¹ 9. — P. 1145–1151.
60. Liu P., Zhao M. Silver Nanoparticle supported on
halloysite nanotubes catalyzed reduction of 4-nitrophenol
(4-NP) // Applied Surface Science. — 2009. — Vol. 255,
¹ 7. — P. 3989–3993.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-62637 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1996-9988 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:56:01Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Бричка, С.Я. 2014-05-23T19:42:20Z 2014-05-23T19:42:20Z 2009 Природные алюмосиликатные нанотрубки: структура и свойства / С.Я. Бричка // Наноструктурное материаловедение. — 2009. — № 2. — С. 40-53. — Бібліогр.: 60 назв. — рос. 1996-9988 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/62637 544.16 Систематизированы сведения о химии природных алюмосиликатных нанотрубок. Приведены данные о химическом составе, структуре кристаллов и поверхности, термической стабильности и спектральных характеристиках нанотрубок. Рассмотрены структурообразующие, адсорбционные, каталитические свойства алюмосиликатных нанотрубок и отмечены преимущества их использования в качестве наполнителей в полимерных матрицах. Систематизовано відомості про хімію природних алюмосилікатних нанотрубок. Наведено дані про хімічний склад, структуру кристалів і поверхні, термічну стабільність та спектральні характеристики нанотрубок. Розглянуто структуротвірні, адсорбційні, каталітичні властивості алюмосилікатних нанотрубок і зазначено переваги використання їх як наповнювачів у полімерних матрицях. Researches of chemistry of natural aluminosilicates nanotubes are reviewed. Chemical composition, structure of crystal and surface, thermal and spectroscopy properties are shown. Template, adsorption, catalytic properties of nanotubes are given. ru Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України Наноструктурное материаловедение Фуллерены, нанотрубки и одномерные нанообъекты Природные алюмосиликатные нанотрубки: структура и свойства Article published earlier |
| spellingShingle | Природные алюмосиликатные нанотрубки: структура и свойства Бричка, С.Я. Фуллерены, нанотрубки и одномерные нанообъекты |
| title | Природные алюмосиликатные нанотрубки: структура и свойства |
| title_full | Природные алюмосиликатные нанотрубки: структура и свойства |
| title_fullStr | Природные алюмосиликатные нанотрубки: структура и свойства |
| title_full_unstemmed | Природные алюмосиликатные нанотрубки: структура и свойства |
| title_short | Природные алюмосиликатные нанотрубки: структура и свойства |
| title_sort | природные алюмосиликатные нанотрубки: структура и свойства |
| topic | Фуллерены, нанотрубки и одномерные нанообъекты |
| topic_facet | Фуллерены, нанотрубки и одномерные нанообъекты |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/62637 |
| work_keys_str_mv | AT bričkasâ prirodnyealûmosilikatnyenanotrubkistrukturaisvoistva |