Адсорбційні властивості водних суспензій дисперсних оксидних систем Al2O3/SiO2
The absorption of polyvinyl alcohol and lead(II) on the high disperse silica and alumina/silica surfaces was studied. The quantity of Brønsted acid sites on alumina/silica surfaces was found to be equal to 0.8 mmol/m2.
Збережено в:
| Дата: | 2004 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2004
|
| Онлайн доступ: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/139 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Surface |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Surface| _version_ | 1869291234615361536 |
|---|---|
| author | Andriyko, L. S. Malysheva, M. L. Pakhlov, E. M. Zarko, V. I. |
| author_facet | Andriyko, L. S. Malysheva, M. L. Pakhlov, E. M. Zarko, V. I. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "L. S. Andriyko",
"institution": "Інститут хімії поверхні НАН України"
},
{
"author": "M. L. Malysheva",
"institution": "Київський національний університет ім. Тараса Шевченка"
},
{
"author": "E. M. Pakhlov",
"institution": "Інститут хімії поверхні НАН України"
},
{
"author": "V. I. Zarko",
"institution": "Інститут хімії поверхні НАН України"
}
] |
| author_sort | Andriyko, L. S. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-11-27T09:41:38Z |
| description | The absorption of polyvinyl alcohol and lead(II) on the high disperse silica and alumina/silica surfaces was studied. The quantity of Brønsted acid sites on alumina/silica surfaces was found to be equal to 0.8 mmol/m2. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:30:34Z |
| format | Article |
| fulltext |
Хімія, фізика та технологія поверхні. 2004. Вип. 10. С.57-59
57
УДК 541.143
АДСОРБЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ ВОДНИХ СУСПЕНЗІЙ
ДИСПЕРСНИХ ОКСИДНИХ СИСТЕМ Al2O3/SiO2
Л.С. Андрійко1, М.Л. Малишева2, Є.М. Пахлов1, В.І. Зарко1
1Інститут хімії поверхні Національної академії наук України
вул. Ген. Наумова 17, 03680 Київ-164
2Київський національний університет ім. Тараса Шевченка
Вивчено адсорбцію полівінілового спирту та іонів двовалентного свинцю на поверхні
високодисперсного кремнезему та алюмокремнезему. Зроблено оцінку кількості кислотних
центрів на поверхні алюмокремнеземів, яка дорівнює 0,8 мкмоль/м2.
The absorption of polyvinyl alcohol and lead(II) on the high disperse silica and
alumina/silica surfaces was studied. The quantity of Brønsted acid sites on alumina/silica
surfaces was found to be equal to 0.8 mmol/m2.
Вступ
Використання водних суспензій дисперсних оксидів в медичній практиці, в першу
чергу – високодисперсного кремнезему (ВДК), добре відоме [1]. Висока адсорбційна
ємність ВДК щодо білкових молекул обумовлена природою активних центрів його
поверхні [1]. Зберігаючи основні активні центри на поверхні ВДК (ОН-групи) та
синтезуючи нові додаткові активні центри (наприклад, бренстедівські кислотні центри у
випадку високодисперсних алюмокремнеземів - АК) [2], одержуємо високоефективний
сорбент, здатний адсорбувати на одиницю поверхні більшу кількість молекул білка [3].
В цій роботі досліджено адсорбційні властивості водних суспензій високодисперсних
кремнезему та алюмокремнезему щодо полівінілового спирту (ПВС) та іонів Pb(ІІ).
Експериментальна частина
У роботі використано високодисперсні кремнезем (питома поверхня 230 м2/г) та
алюмокремнеземи АК1, АК3 та АК8 (вони містять, відповідно, 1, 3 та 8% аморфного
Al2O3) з питомою поверхнею 207, 188 та 308 м2/г, синтезовані на Калуському заводі
Інституту хімії поверхні НАН України. Молекулярна маса полівінілового спирту (ПВС)
43000.
Величину адсорбції ПВС на поверхні ВДК та АК1, АК3 і АК8 розраховували за
різницею концентрацій полімера в розчині до і після контакту з поверхнею адсорбента.
Концентрацію ПВС у водному розчині визначали методом віскозиметрії за
калібрувальними графіками.
Дослідження адсорбції іонів Pb(ІІ) на адсорбентах проводили в діапазоні рН від 3 до 10
при заданій концентрації металу з використанням Pb(ClO4)2 та радіоактивної мітки - іонів
210Pb(ІІ). Величину рН регулювали за допомогою автоматичної системи Dosimat. Як
нейтральний електроліт використовували розчин 10-3 М NaClO4. Дослідження
радіоактивних зразків проводили на радіометрі Beckman Gamma 5500B.
Результати та їхнє обговорення
Ізотерми адсорбції ПВС на поверхні ВДК та АК1, які наведені на рис. 1, 2, добре
описуються рівнянням Ленгмюра, що дозволяє визначити ємність моношару на поверхні.
Вона дорівнює 150 мг ПВС на 1 г ВДК або 160 мг/г для АК1.
58
0,0 0,5 1,0 1,5
0
50
100
150
А
,
мг
/г
Ср, г/л
1
2
0 40 80 120 160
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
C
/A
рівноважна концентрація С, мг/100 мл
Рис. 1. Ізотерми адсорбції ПВС на ВДК (1)
та АК1 (2).
Рис. 2. Лінеаризована ізотерма адсорбції
ПВС на поверхні ВДК.
На рис. 3 наведено залежність величини максимальної адсорбції ПВС на поверхні
високодисперсних алюмокремнеземів з різним вмістом аморфної фази оксиду алюмінію.
Вона має максимум в області концентрації Al2O3, що відповідає 1% мас.
ІЧ-спектри вихідного та модифікованого полівініловим спиртом кремнезему показують
(рис. 4), що навіть при формуванні ефективного моношару на поверхні ВДК залишається
близько 25% незбурених взаємодією з ПВС поверхневих ОН-груп (рис. 5). Можливим
поясненням цього факту може бути те, що молекула ПВС з М=43000 (що відповідає
приблизно 1000 елементарних ланцюжків полімера [4]) адсорбується на поверхні ВДК у
вигляді зигзагоподібного ланцюга, що створює перешкоди для подальшої взаємодії з
молекулою полімера тих ОН-груп, які перебувають поблизу місць контактів первинних
частинок ВДК.
0 2 4 6 8
60
80
100
120
140
160
A
, м
г/
г
CAl2O3, %
1000 2000 3000 4000
0
20
40
60
80
100
П
ог
ли
на
нн
я,
%
n, см-1
1
2
Рис. 3. Залежність величини максималь-
ної адсорбції ПВС (А) в системі
Al2O3/SiO2 від концентрації Al2O3.
Рис. 4. ІЧ-спектри вихідного кремнезему (1)
та після адсорбції 150 мг ПВС/1 г
адсорбента (2).
Вивчення адсорбції іонів Pb(ІІ) на поверхні ВДК та АК1 (рис. 6) показує, що поява
кислотних центрів (алюмосилоксанових містків Si-O(H)-Al [2, 5, 6]) призводить, по-перше,
до збільшення адсорбції іонів Pb(ІІ) і, по-друге, до зміни характеру адсорбції іонів в
59
кислому середовищі (при рН<6). Припущення, що механізм адсорбції іонів Pb(ІІ) в
кислому середовищі обумовлений лише присутністю на поверхні АК1 бренстедівських
містків Si-O(H)-Al, дозволяє нам оцінити їхню кількість на поверхні АК1, яка приблизно
дорівнює 0,8 мкмоль/м2.
80 100 120 140 160
55
60
65
70
75
С
ту
пі
нь
з
бу
ре
нн
я
по
ве
рх
не
ви
х
O
H
-г
ру
п,
%
Адсорбція ПВС, мг/г
3 4 5 6 7 8 9 10
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
CPb=10-3 моль AK1
SiO
2
А
, м
км
ол
ь/
м
2
pH
1
2
Рис. 5. Зміна збурення поверхневих OH-груп
ВДК в залежності від кількості адсо-
рбованого ПВС.
Рис. 6. Залежність величини адсорбції
Pb(II) від pH на поверхні ВДК (1)
та АК1 (2).
Висновки
Встановлено, що формування моношару полівінілового спирту на поверхні кремнезему
не призводить до збурення усіх ОН-груп поверхні. Оцінка кількості кислотних центрів
(Si-O(H)-Al) на поверхні АК1 показує, що їхня концентрація може досягати 0,8 мкмоль/м2,
тобто до 30% від загальної кількості активних центрів поверхні.
Література
1. Медицинская химия и клиническое применение диоксида кремния / Под ред.
А.А. Чуйко.- Киев: Наук. думка, 2003. – 415 с.
2. Зарко В.И. Изучение кислотных центров поверхности высокодисперсных двухфазных
оксидных систем оптической спектроскопией с применением индикаторов Гаммета //
Химия поверхности кремнезема / Под ред. А.А. Чуйко. –– Т. 1, часть 1. – Киев:
УкрИНТЭИ, 2001.С.664-681.
3. Gun’ko V.M., Zarko V.I., Chibowski E., Leboda R. Aqueous suspension of fumed oxides:
particle size distribution and zeta potential //Adv. Colloid Interface Sci.-2001.-V.91.- P.1-112.
4. Ушаков С.Н. Поливиниловый спирт и его производные. - Т. 1, 2. М.: Изд-во АН СССР,
1960. – 867 с.
5. Zarko V.I., Gun’ko V.M., Chibowski Е., Dudnik V.V., Leboda R. Study of surface properties
of fumed alumina/silica materials // Colloids and Surfaces A. -1997. - V. 127. - P.11-18.
6. Gun’ko V.M., Turov V.V., Zarko V.I., Voronin E.F., Tischenko V.A., Dudnik V.V.,
Pakhlov E.M., Chuiko A.A. Active site nature of pyrogenic alumina/silica and water bound to
surfaces // Langmuir. - 1997. -V. 13, N 6. - P.1529-1544.
Л.С. Андрійко1, М.Л. Малишева2, Є.М. Пахлов1, В.І. Зарко1
Експериментальна частина
Результати та їхнє обговорення
Висновки
|
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-139 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T17:04:18Z |
| publishDate | 2004 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | surfacezbircomua/63/3c8bd8f25874bdcc7087a9d7c29f5963.pdf |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-1392018-11-27T09:41:38Z Аdsorption properties of the water suspensions of Аl2О3/SiO2 disperse systems Аdsorption properties of the water suspensions of Аl2О3/SiO2 disperse systems Адсорбційні властивості водних суспензій дисперсних оксидних систем Al2O3/SiO2 Andriyko, L. S. Malysheva, M. L. Pakhlov, E. M. Zarko, V. I. The absorption of polyvinyl alcohol and lead(II) on the high disperse silica and alumina/silica surfaces was studied. The quantity of Brønsted acid sites on alumina/silica surfaces was found to be equal to 0.8 mmol/m2. The absorption of polyvinyl alcohol and lead(II) on the high disperse silica and alumina/silica surfaces was studied. The quantity of Brønsted acid sites on alumina/silica surfaces was found to be equal to 0.8 mmol/m2. Вивчено адсорбцію полівінілового спирту та іонів двовалентного свинцю на поверхні високодисперсного кремнезему та алюмокремнезему. Зроблено оцінку кількості кислотних центрів на поверхні алюмокремнеземів, яка дорівнює 0,8 мкмоль/м2. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2004-06-16 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/139 Surface; No. 10 (2004): Chemistry, Physics and Technology of Surface; 57-59 Поверхность; № 10 (2004): Химия, физика и технология поверхности; 57-59 Поверхня; № 10 (2004): Хімія, фізика та технологія поверхні; 57-59 3154-8091 3154-8083 uk https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/139/138 Авторське право (c) 2004 Л.С. Андрійко, М.Л. Малишева, Є.М. Пахлов, В.І. Зарко |
| spellingShingle | Andriyko, L. S. Malysheva, M. L. Pakhlov, E. M. Zarko, V. I. Адсорбційні властивості водних суспензій дисперсних оксидних систем Al2O3/SiO2 |
| title | Адсорбційні властивості водних суспензій дисперсних оксидних систем Al2O3/SiO2 |
| title_alt | Аdsorption properties of the water suspensions of Аl2О3/SiO2 disperse systems Аdsorption properties of the water suspensions of Аl2О3/SiO2 disperse systems |
| title_full | Адсорбційні властивості водних суспензій дисперсних оксидних систем Al2O3/SiO2 |
| title_fullStr | Адсорбційні властивості водних суспензій дисперсних оксидних систем Al2O3/SiO2 |
| title_full_unstemmed | Адсорбційні властивості водних суспензій дисперсних оксидних систем Al2O3/SiO2 |
| title_short | Адсорбційні властивості водних суспензій дисперсних оксидних систем Al2O3/SiO2 |
| title_sort | адсорбційні властивості водних суспензій дисперсних оксидних систем al2o3/sio2 |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/139 |
| work_keys_str_mv | AT andriykols adsorptionpropertiesofthewatersuspensionsofal2o3sio2dispersesystems AT malyshevaml adsorptionpropertiesofthewatersuspensionsofal2o3sio2dispersesystems AT pakhlovem adsorptionpropertiesofthewatersuspensionsofal2o3sio2dispersesystems AT zarkovi adsorptionpropertiesofthewatersuspensionsofal2o3sio2dispersesystems AT andriykols adsorbcíjnívlastivostívodnihsuspenzíjdispersnihoksidnihsistemal2o3sio2 AT malyshevaml adsorbcíjnívlastivostívodnihsuspenzíjdispersnihoksidnihsistemal2o3sio2 AT pakhlovem adsorbcíjnívlastivostívodnihsuspenzíjdispersnihoksidnihsistemal2o3sio2 AT zarkovi adsorbcíjnívlastivostívodnihsuspenzíjdispersnihoksidnihsistemal2o3sio2 |