Явления самоорганизации в системе «диметилхлорсиланаэросил—диполярный растворитель» и их использование при концентрировании и разделении микроколичеств элементов-аналогов из водных сред

Явления самоорганизации в системе «диметилхлорсиланаэросил—диполярный растворитель» и их использование при концентрировании и разделении микроколичеств элементов-аналогов из водных сред

В статических условиях изучены адсорбционные способности диметилхлорсиланаэросила, предварительно гидрофилизированного органическими молекулами диполярного характера (этанол, изопропанол, ацетон, ацетонитрил), по отношению к разбавленным водным растворам Al³⁺, Ga³⁺, In3³⁺ Образованный в процессе гид...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Datum:2011
Hauptverfasser: Чеботарёв, А.Н., Рахлицкая, Е.М.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2011
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/74304
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:Явления самоорганизации в системе «диметилхлорсиланаэросил—диполярный растворитель» и их использование при концентрировании и разделении микроколичеств элементов-аналогов из водных сред / А.Н. Чеботарёв, Е.М. Рахлицкая // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2011. — Т. 9, № 1. — С. 241-246. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-74304
record_format dspace
spelling Чеботарёв, А.Н.
Рахлицкая, Е.М.
2015-01-20T11:09:17Z
2015-01-20T11:09:17Z
2011
Явления самоорганизации в системе «диметилхлорсиланаэросил—диполярный растворитель» и их использование при концентрировании и разделении микроколичеств элементов-аналогов из водных сред / А.Н. Чеботарёв, Е.М. Рахлицкая // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2011. — Т. 9, № 1. — С. 241-246. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.
1816-5230
PACS numbers: 64.75.Yz, 81.07.Nb, 81.07.Pr, 81.16.Dn, 82.30.Nr, 82.30.Rs, 82.70.Uv
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/74304
В статических условиях изучены адсорбционные способности диметилхлорсиланаэросила, предварительно гидрофилизированного органическими молекулами диполярного характера (этанол, изопропанол, ацетон, ацетонитрил), по отношению к разбавленным водным растворам Al³⁺, Ga³⁺, In3³⁺ Образованный в процессе гидрофилизации поверхности органический слой играет роль наномембраны, характеризуется небольшой ёмкостью, коррелирующей с толщиной монослоя, и определяет селективность процессов концентрирования и разделения.
У статичних умовах вивчено адсорбційні здатності диметилхльорсиланаеросила, попередньо гідрофілізованого органічними молекулями диполярного характеру (етанол, ізопропанол, ацетон, ацетонітрил), по відношенню до розведених водних розчинів Al³⁺, Ga³⁺, In³⁺. Утворений в процесі гідрофілізації поверхні органічний шар відіграє роль наномембрани, характеризується невеликою місткістю, що корелює з товщиною моношару, і визначає селективність процесів концентрування та розділення.
The adsorption properties of dimethylchlorsilaneaerosil previously hydrophilized by organic molecules of a dipolar nature (ethanol, isopropanol, acetone, acetonitrile) with reference to aqueous solutions of Al³⁺, Ga³⁺, and In³⁺ are studied in static conditions. Organic dipolar solvent, as hydrophilized agent, forms the additional sorption—extraction layer, which plays the role of nanomembrane and is characterized by rather small absorbing capacity, which correlates with thickness of a monolayer and determines selectivity of concentration and separation processes.
ru
Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Явления самоорганизации в системе «диметилхлорсиланаэросил—диполярный растворитель» и их использование при концентрировании и разделении микроколичеств элементов-аналогов из водных сред
Phenomena of Self-Organizing in ‘Dimethylchlorsilaneaerosil—Dipolar Solvent’ System and Their Application for Concentration and Separation of Microquantities of Analogous Elements from Aqueous Media
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Явления самоорганизации в системе «диметилхлорсиланаэросил—диполярный растворитель» и их использование при концентрировании и разделении микроколичеств элементов-аналогов из водных сред
spellingShingle Явления самоорганизации в системе «диметилхлорсиланаэросил—диполярный растворитель» и их использование при концентрировании и разделении микроколичеств элементов-аналогов из водных сред
Чеботарёв, А.Н.
Рахлицкая, Е.М.
title_short Явления самоорганизации в системе «диметилхлорсиланаэросил—диполярный растворитель» и их использование при концентрировании и разделении микроколичеств элементов-аналогов из водных сред
title_full Явления самоорганизации в системе «диметилхлорсиланаэросил—диполярный растворитель» и их использование при концентрировании и разделении микроколичеств элементов-аналогов из водных сред
title_fullStr Явления самоорганизации в системе «диметилхлорсиланаэросил—диполярный растворитель» и их использование при концентрировании и разделении микроколичеств элементов-аналогов из водных сред
title_full_unstemmed Явления самоорганизации в системе «диметилхлорсиланаэросил—диполярный растворитель» и их использование при концентрировании и разделении микроколичеств элементов-аналогов из водных сред
title_sort явления самоорганизации в системе «диметилхлорсиланаэросил—диполярный растворитель» и их использование при концентрировании и разделении микроколичеств элементов-аналогов из водных сред
author Чеботарёв, А.Н.
Рахлицкая, Е.М.
author_facet Чеботарёв, А.Н.
Рахлицкая, Е.М.
publishDate 2011
language Russian
container_title Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
publisher Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
format Article
title_alt Phenomena of Self-Organizing in ‘Dimethylchlorsilaneaerosil—Dipolar Solvent’ System and Their Application for Concentration and Separation of Microquantities of Analogous Elements from Aqueous Media
description В статических условиях изучены адсорбционные способности диметилхлорсиланаэросила, предварительно гидрофилизированного органическими молекулами диполярного характера (этанол, изопропанол, ацетон, ацетонитрил), по отношению к разбавленным водным растворам Al³⁺, Ga³⁺, In3³⁺ Образованный в процессе гидрофилизации поверхности органический слой играет роль наномембраны, характеризуется небольшой ёмкостью, коррелирующей с толщиной монослоя, и определяет селективность процессов концентрирования и разделения. У статичних умовах вивчено адсорбційні здатності диметилхльорсиланаеросила, попередньо гідрофілізованого органічними молекулями диполярного характеру (етанол, ізопропанол, ацетон, ацетонітрил), по відношенню до розведених водних розчинів Al³⁺, Ga³⁺, In³⁺. Утворений в процесі гідрофілізації поверхні органічний шар відіграє роль наномембрани, характеризується невеликою місткістю, що корелює з товщиною моношару, і визначає селективність процесів концентрування та розділення. The adsorption properties of dimethylchlorsilaneaerosil previously hydrophilized by organic molecules of a dipolar nature (ethanol, isopropanol, acetone, acetonitrile) with reference to aqueous solutions of Al³⁺, Ga³⁺, and In³⁺ are studied in static conditions. Organic dipolar solvent, as hydrophilized agent, forms the additional sorption—extraction layer, which plays the role of nanomembrane and is characterized by rather small absorbing capacity, which correlates with thickness of a monolayer and determines selectivity of concentration and separation processes.
issn 1816-5230
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/74304
citation_txt Явления самоорганизации в системе «диметилхлорсиланаэросил—диполярный растворитель» и их использование при концентрировании и разделении микроколичеств элементов-аналогов из водных сред / А.Н. Чеботарёв, Е.М. Рахлицкая // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2011. — Т. 9, № 1. — С. 241-246. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT čebotarevan âvleniâsamoorganizaciivsistemedimetilhlorsilanaérosildipolârnyirastvoritelʹiihispolʹzovanieprikoncentrirovaniiirazdeleniimikrokoličestvélementovanalogovizvodnyhsred
AT rahlickaâem âvleniâsamoorganizaciivsistemedimetilhlorsilanaérosildipolârnyirastvoritelʹiihispolʹzovanieprikoncentrirovaniiirazdeleniimikrokoličestvélementovanalogovizvodnyhsred
AT čebotarevan phenomenaofselforganizingindimethylchlorsilaneaerosildipolarsolventsystemandtheirapplicationforconcentrationandseparationofmicroquantitiesofanalogouselementsfromaqueousmedia
AT rahlickaâem phenomenaofselforganizingindimethylchlorsilaneaerosildipolarsolventsystemandtheirapplicationforconcentrationandseparationofmicroquantitiesofanalogouselementsfromaqueousmedia
first_indexed 2025-11-25T21:33:34Z
last_indexed 2025-11-25T21:33:34Z
_version_ 1850559481243500544
fulltext 241 PACS numbers:64.75.Yz, 81.07.Nb,81.07.Pr,81.16.Dn,82.30.Nr,82.30.Rs, 82.70.Uv Явления самоорганизации в системе «диметилхлорсилан- аэросил—диполярный растворитель» и их использование при концентрировании и разделении микроколичеств элементов-аналогов из водных сред А. Н. Чеботарёв, Е. М. Рахлицкая Одесский национальный университет имени И. И. Мечникова, ул. Дворянская, 2, 65026 Одесса, Украина В статических условиях изучены адсорбционные способности диметил- хлорсиланаэросила, предварительно гидрофилизированного органиче- скими молекулами диполярного характера (этанол, изопропанол, ацетон, ацетонитрил), по отношению к разбавленным водным растворам Al3 + , Ga3+ , In 3+ . Образованный в процессе гидрофилизации поверхности орга- нический слой играет роль наномембраны, характеризуется небольшой ёмкостью, коррелирующей с толщиной монослоя, и определяет селектив- ность процессов концентрирования и разделения. У статичних умовах вивчено адсорбційні здатності диметилхльорсиланае- росила, попередньо гідрофілізованого органічними молекулями диполяр- ного характеру (етанол, ізопропанол, ацетон, ацетонітрил), по відношенню до розведених водних розчинів Al3+, Ga3+, In 3+. Утворений в процесі гідро- філізації поверхні органічний шар відіграє роль наномембрани, характери- зується невеликою місткістю, що корелює з товщиною моношару, і визна- чає селективність процесів концентрування та розділення. The adsorption properties of dimethylchlorsilaneaerosil previously hy- drophilized by organic molecules of a dipolar nature (ethanol, isopropanol, acetone, acetonitrile) with reference to aqueous solutions of Al3+, Ga3+, and In3+ are studied in static conditions. Organic dipolar solvent, as hydrophi- lized agent, forms the additional sorption—extraction layer, which plays the role of nanomembrane and is characterized by rather small absorbing capaci- ty, which correlates with thickness of a monolayer and determines selectivity of concentration and separation processes. Ключевые слова: сорбция, диметилхлорсиланаэросил, элементы-аналоги, нанослой, самоорганизация. Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies 2011, т. 9, № 1, сс. 241—246 © 2011 ІМФ (Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України) Надруковано в Україні. Фотокопіювання дозволено тільки відповідно до ліцензії 242 А. Н. ЧЕБОТАРЁВ, Е. М. РАХЛИЦКАЯ (Получено 19 октября 2010 г.) 1. ВВЕДЕНИЕ В настоящее время интенсивно развиваются новые аналитические методы концентрирования и разделения веществ с использованием химических систем, составляющими которых являются нанораз- мерные частицы. К таким системам можно отнести мицеллярные системы [1], молекулы-рецепторы [2], нанофильтрующие мембраны [3], а также алкилированные кремнезёмы (АК) в методах твердофаз- ной экстракции и обращено-фазовой хроматографии [4]. АК, как гидрофобные углеводородные сорбенты содержат остаточные гид- роксильные группы кремнезёмной матрицы (≡SiOH). Поэтому их можно рассматривать как «двумерные» сорбенты, где сорбционные процессы в зависимости от природы сорбата протекают как в объём- ной фазе с толщиной равной длине молекулы привитого алкила, так и с участием остаточных ≡SiOH групп [4]. В случае сорбции из вод- ных растворов, АК предварительно гидрофилизируют посредством импрегнирования поверхности молекулами диполярных веществ. При этом на поверхности организуется тонкий слой органического вещества (наноразмерная псевдожидкая фаза – ПЖФ) одновремен- но «принимающий» частицы сорбата из глубины водной фазы и «пе- редающий» их в приповерхностный слой гидратированных ≡SiOH групп [5]. Каждый слой такой организованной системы, толщина которого равна длине соответствующих молекул, вносит свой вклад в процесс перераспределения сорбата между твёрдым носителем и водной фазой. Цель настоящей работы состояла в исследовании межфазного рас- пределения ионно-молекулярных форм элементов-аналогов под- группы алюминия в гетерогенной системе «диметилхлорсиланаэро- сил (ДМХСА)—диполярный растворитель—водный раствор сорбата» в зависимости от природы компонентов системы, размера нанослоев и рН среды. 2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ Адсорбционные свойства ДМХСА (99,9%-гидрофобность), предва- рительно гидрофилизированного органическими молекулами ди- полярного характера (этанол, диметилсульфоксид, ацетон, ацето- нитрил), по отношению к водным растворам (10 −5—10 −6 моль/л) лег- когидролизуемых катионов (ЛГК) Al3+, Ga3+, In 3+ изучали в статиче- ских условиях согласно методике [6]. Выбор указанных раствори- телей обусловлен способностью гидрофилизировать поверхность ДМХСА, а также различиями их физико-химических и геометри- ческих х Молек ясь по ал рый не т вует в ма Резуль лотности ставлены сматрива стояния лотно-ос рНопт (от ДМХСА гидроксо лярном м ТАБЛИЦ раствори Раств Диэлек прониц Донорно Акцепто Размер l×m Рис. 1. За стью ДМХ —●— – Ac ЯВЛЕНИЯ С характерис кулы орга лкильным только гид ассоперено ьтаты сорб и (рН) дис ы на рис. аемых ион поверхнос сновных св тмечено на практичес оформ в во механизме ЦА 1. Физи телей-гидро воритель ктрическая цаемость, ε ое число, DN орное число AN ры молекул m, нм а ависимость ХСА, импре c; —▲— – Et САМООРГАН стик (l – дл нических фрагмент дрофилизи осе. бционного и сперсионно 1. Наблюд нов можно сти сорбен войств извл а кривых ски совпад одном раст е сорбции э ко-химичес офилизатор Ацетони AcN 37,5 N 14,1 о, 18,9 0,45×0 степени сор егнированн t; —×— – DM НИЗАЦИИ И лина, m – растворит там, образу ирует повер извлечени ой среды даемые зак о объяснит нта при зад лекаемых ф стрелкой) дают с рН творе [7], ч этих частиц ские [8] и г ров. итрил N Ацет 5 20 1 17 9 12 ,31 0,40× б рбции Al3+, ной диполяр MSO. И ИХ ИСПОЛЬ – ширина м телей, гидр уют тонкий рхность, н я ионов в з поверхност кономернос ь с позици данных зн форм элеме ) извлечен образовани что свидете ц, сформир геометричес он Ac Этан 0,7 24 7,0 19 2,5 37 ×0,58 0,62 Ga3+, In 3+ от рными моле ЬЗОВАНИЕ молекул) (т рофобно за й слой ПЖ о и активн зависимост тью ДМХС сти адсорб ий взаимос ачениях р ентов [7]. З ния Al3+, G ия их нейт ельствует о рованных в ские характ нол Et Ди cул D 4,3 9,6 7,9 ×0,38 0,5 в т рН среды п екулами: —♦ 243 табл. 1). акрепля- ЖФ, кото- но участ- ти от кис- СА пред- бции рас- связи со- рН и кис- Значения Ga3+, In3+ тральных о молеку- в глубине теристики иметил- льфоксид DMSO 48,9 28,9 19,3 54×0,43 поверхно- ♦— – AcN; 244 водного р ДМХСА личины ся в щело Рис. 2. Ги ной систе раствор Л ТАБЛИЦ онных пр тель—водн Гидрофи Ac A E DM Ac A E DM Ac A E DM А раствора, п . При этом DN раство очную обла ипотетическ еме «ДМХС ЛГК». ЦА 2. Колич роцессов в си ный раствор илизатор С м cN Ac t MSO cN Ac t MSO cN Ac t MSO . Н. ЧЕБОТА по остаточн м для всех и рителя (та асть. кая изотерм СА—диполяр чественные истеме «ДМ р ЛГК». Ср′·106, моль/л Ср мо 15,20 3 13,20 3 7,07 2 6,02 3 4,10 1 3,15 1 2,28 1 2,50 1 4,60 3 4,55 3 4,50 3 4,37 3 АРЁВ, Е. М. Р ным силан изучаемых абл. 1) знач ма перерасп рный орган параметры МХСА—дипо р″·106, оль/л Ср′″· мол Al3+ 3,50 7, 3,22 6, 2,33 4, 3,39 5, In3+ 1,05 1, 1,31 2, 1,85 1, 1,50 1, Ga3+ 3,25 3, 3,50 4, 3,22 3, 3,33 3, РАХЛИЦКАЯ ольным гр х элементов чения рНопт пределения нический р изотерм со олярный орг ·106, ль/л А′·10 моль 00 0,69 00 1,19 97 3,79 32 4,06 56 0,28 00 0,52 95 1,00 95 0,43 80 0,87 00 0,86 50 0,45 64 0,49 Я уппам пов в с увеличе т сорбции с сорбата в г астворител рбционно-эк ганический 06, /г А″·106, моль/г 9 6,91 9 6,98 9 7,20 6 8,42 8 2,10 2 1,80 0 2,15 3 2,41 7 2,34 6 3,00 5 2,21 9 2,32 верхности ением ве- смещают- гетероген- ль—водный кстракци- раствори- А′″·106, моль/г 7,50 7,77 10,62 10,64 3,30 2,29 2,30 3,20 3,64 3,59 3,72 3,68 С цель там эксп форму и ский) ви чественн Анали казал, чт нию, про тракции тракцио мость ве (lgL) в а ная связ (рис. 3, б но небол которая щиной П творител на перен для алю способно при пере среды в гов Ga3+ Ср′—DN ( In3+ при Смещени концент участок Рис. 3. За Ga3+, In 3+ висимост раствори ЯВЛЕНИЯ С ью подтвер перимента состоящие ид для полу ные параме из таких сл то переход отекает в д и молекул с нного пер еличины С аквакомпле зь между б). Как вид льшой по о коррелиру ПЖФ, соот лей (рис. 3 нос молеку миния (ри ость к гидр еносе его н слой ПЖФ и In 3+. В (рис. 3, б) с и варьиров ие изотерм рации (∆Ср III) соотве а ависимость + (в присутс ть сорбцион теля (в). САМООРГАН рждения т были пос е из нескол ученных из етры для ка ложных (к д сорбата на две стадии сорбата в с реноса сорб Ср′ от логар ексах иссл этой вели дно из табл отношению ует с прир тветствующ 3, в). Наибо ул сорбата ис. 3, б и в) ролизу и с ейтральны Ф, что позв случае же свидетельс вании при мы адсорбц р = Ср′ − Ср″ тствует пер величины твии ацетон нной ёмкост НИЗАЦИИ И такого мех строены из льких учас зотерм пре аждого эле комбиниров а поверхно и: I и II уч слой ПЖФ бата в ПЖ рифма ско ледуемых э ичиной и л. 2, ПЖФ ю к ЛГК по родой сорб щей длине ольшее вли из водной ). Размеры ольволизу ых частиц в воляет легк е последни ствует о воз ироды рас ции в стор ″) при рост реходу сол б Ср′ от значе на) (а) и зна ти ПЖФ (А И ИХ ИСПОЛЬ анизма сор зотермы, и стков. Типи дставлен н емента в таб ванных) и ость ДМХС частки изот Ф растворит ЖФ свидет орости обм элементов значением характери оглотитель ата, DN ра е молекул ияние при й среды в с ы иона Al3+ у играют оп в виде гидр ко отделит их, наблюд зможности створителя рону пониж те адсорбци льватирова ений lgL в а ачений DN А′, моль/г) о ЬЗОВАНИЕ рбции по р имеющие с ичный (гип на рис. 2, а бл. 2. зотерм сор СА, по наш терм отвеч теля. В пол тельствует мена молек (рис. 3, а) м DN раств изуется сра ьной ёмкос астворител используем роды раств слой ПЖФ (аквакомп пределяющ роксидов и ть Al3+ от ег аемая зави и разделени я-гидрофил жения равн ии в целом анных моле в аквакомпле растворите от размера 245 результа- сложную потетиче- их коли- рбции по- шему мне- чают экс- льзу экс- т зависи- кул воды ) и обрат- ворителя авнитель- стью (А′), ля и тол- мых рас- ворителя Ф заметно плексов), щую роль из водной го анало- исимость ия Ga3+ и лизатора. новесной м (рис. 2, екул сор- ексах Al3+, еля (б); за- монослоя 246 А. Н. ЧЕБОТАРЁВ, Е. М. РАХЛИЦКАЯ бата из слоя ПЖФ, при условии его насыщения, на ≡SiOH-группы ДМХСА. Участки IV и V c вертикально восходящим компонентом связаны с заполнением поверхности ДМХСА сорбатом по остаточ- ным силанольным группам. В целом, ПЖФ играет роль наномем- браны и определяет селективность массопереноса (распознает близ- кие по физико-химическим свойствам формы элементов). Показана принципиальная возможность использования органи- зованной системы «ДМХСА—диполярный растворитель» для сорб- ционного разделения микроколичеств элементов-аналогов под- группы алюминия при варьировании рН и природы гидрофилиза- тора, что может быть использовано как модель при разработке со- временных технологий ультратонкого разделения и концентриро- вания веществ с близкими физико-химическими свойствами. ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. С. И. Штыков, Журн. аналит. химии, 57, № 10: 1018 (2001). 2. Г. М. Мамардашвили, Н. Ж. Мамардашвили, О. И. Койфман, Успехи хи- мии, 77, № 1: 60 (2008). 3. Е. В. Юртов, М. Ю. Королева, Успехи химии, 60, вып. 11: 2422 (1991). 4. О. М. Петрухин, Г. И. Малофеева, Б. Я. Спиваков, Е. В. Потешкина, Журн. аналит. химии, 60, № 9: 909 (2005). 5. A. N. Сhebotaryov, E. M. Rakhlizkaya, A. N. Zacharia, and E. I. Gladkova, Book of Abstracts of International Conference ‘Analytical Chemistry and Chemical Analysis’ (Kyiv: 2005). 6. А. Н.Чеботарев, Е. М. Рахлицкая, А. Г. Ковалева, Вісник ОНУ, 11, вип. 5: 97 (2006). 7. В. А. Назаренко, В. П. Антонович, Е. М. Невская, Гидролиз ионов ме- таллов в разбавленных растворах (Москва: Атомиздат: 1979). 8. В. В. Москва, Соросовский образовательный журнал, № 4: 44 (1999).

Ähnliche Einträge