Нанокомпозитні системи пектин/кремнезем і їхні властивості
Composite systems based on pectins and silica materials are investigated in the paper. This can be a promising direction in the creation of systems with high adsorption characteristics in relation to molecules of medium and large molecular weight. In particular, the prospects of creating composites...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2025
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/789 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Репозитарії
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543968747061248 |
|---|---|
| author | Krupska , T.V. Klymenko , N.Yu. Wei, Qiliang Zheng, Jinju Yang, Weiyou Datsiuk , A.M. Turov , V.V. |
| author_facet | Krupska , T.V. Klymenko , N.Yu. Wei, Qiliang Zheng, Jinju Yang, Weiyou Datsiuk , A.M. Turov , V.V. |
| author_sort | Krupska , T.V. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2025-09-14T10:18:52Z |
| description | Composite systems based on pectins and silica materials are investigated in the paper. This can be a promising direction in the creation of systems with high adsorption characteristics in relation to molecules of medium and large molecular weight. In particular, the prospects of creating composites based on a mixture of hydrophobic and/or hydrophilic silicas (AM-1 and/or A-300, respectively) with pectin are shown. It has been found that the maximum adsorption of methylene blue occurs from the model solution at pH 5.5 on the surface of all the studied samples. The A-300/AM-1/pectin composite system proved to be the best, regardless of the amount of pectin in the composite (5 or 10%) at different pH values (1.5 and 5.5), compared to other adsorbents.
The purpose of this work was the construction of composite systems based on pectin and silicas (hydrophobic and hydrophilic and their mixtures), the study on their adsorption parameters in relation to the cationic dye methylene blue, and the effect of pectin on the hydration characteristics of silica sorbents.
The peculiarities of the formation of water layers in hydrated nanocomposite systems were investigated by the method of low-temperature 1H NMR spectroscopy. It has been shown that by changing the concentration ratio of pectin and hydrophobic silica, the structure of the interfacial water and the energy of water interaction with the surface can be controlled. Due to this, new types of functionalized materials can be created for use in medical composites.
It has been shown that composite systems containing AM-1 hydrophobic silica are characterized by a decrease in interfacial energy in a weakly polar environment, which is due to the thickening of interfacial water clusters, and the size of surface water clusters decreases during the process of defrosting the system. It has been found that the amount and binding energy of water in heterogeneous systems based on pectin are influenced by the processes of interparticle interactions between heterogeneous components, which likely determine the degree of association of molecules in the water layer. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:35:45Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-789 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-09-24T17:46:02Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-7892025-09-14T10:18:52Z Nanocomposite systems pectin/silica and their properties Нанокомпозитні системи пектин/кремнезем і їхні властивості Krupska , T.V. Klymenko , N.Yu. Wei, Qiliang Zheng, Jinju Yang, Weiyou Datsiuk , A.M. Turov , V.V. composite system pectin hydrophobic siliсa 1H NMR spectroscopy adsorption methylene blue композитна система пектин гідрофобний кремнезем 1Н ЯМР-спектроскопія адсорбція метиленовий синій Composite systems based on pectins and silica materials are investigated in the paper. This can be a promising direction in the creation of systems with high adsorption characteristics in relation to molecules of medium and large molecular weight. In particular, the prospects of creating composites based on a mixture of hydrophobic and/or hydrophilic silicas (AM-1 and/or A-300, respectively) with pectin are shown. It has been found that the maximum adsorption of methylene blue occurs from the model solution at pH 5.5 on the surface of all the studied samples. The A-300/AM-1/pectin composite system proved to be the best, regardless of the amount of pectin in the composite (5 or 10%) at different pH values (1.5 and 5.5), compared to other adsorbents. The purpose of this work was the construction of composite systems based on pectin and silicas (hydrophobic and hydrophilic and their mixtures), the study on their adsorption parameters in relation to the cationic dye methylene blue, and the effect of pectin on the hydration characteristics of silica sorbents. The peculiarities of the formation of water layers in hydrated nanocomposite systems were investigated by the method of low-temperature 1H NMR spectroscopy. It has been shown that by changing the concentration ratio of pectin and hydrophobic silica, the structure of the interfacial water and the energy of water interaction with the surface can be controlled. Due to this, new types of functionalized materials can be created for use in medical composites. It has been shown that composite systems containing AM-1 hydrophobic silica are characterized by a decrease in interfacial energy in a weakly polar environment, which is due to the thickening of interfacial water clusters, and the size of surface water clusters decreases during the process of defrosting the system. It has been found that the amount and binding energy of water in heterogeneous systems based on pectin are influenced by the processes of interparticle interactions between heterogeneous components, which likely determine the degree of association of molecules in the water layer. В роботі досліджено композитні системи на основі пектинів та кремнеземних матеріалів. Це може бути перспективним напрямком у створенні систем із високими адсорбційними характеристиками по відношенню до молекул середньої та великої молекулярної маси. Зокрема, показано перспективність створення композитів на основі суміші гідрофобного або/та гідрофільного кремнеземів (АМ-1 або/та А-300, відповідно) з пектином. Виявлено, що максимальна адсорбція метиленового синього відбувається з модельного розчину при рН 5.5 на поверхні всіх досліджених зразків. Найкраще себе зарекомендувала композитна система А-300/АМ-1/пектин незалежно від кількості пектину в композиті (5 або 10%) при різних значеннях рН (1.5 та 5.5), порівняно з іншими адсорбентами. Метою даної роботи було конструювання композитних систем на основі пектину та кремнеземів (гідрофобного та гідрофільного і їхніх сумішей), вивчення їхніх адсорбційних параметрів по відношенню до катіонного барвника метиленового синього та вплив пектину на гідратаційні характеристики кремнеземних сорбентів. Досліджено особливості формування водних шарів у гідратованих нанокомпозитних системах методом низькотемпературної 1Н ЯМР-спектроскопії. Показано, що змінюючи співвідношення концентрацій пектину та гідрофобного кремнезему, можна керувати структурою міжфазної води та енергією взаємодії води з поверхнею. За рахунок цього можуть бути створені нові типи функціоналізованих матеріалів для використання в композитах медичного призначення. В роботі показано, що для композитних систем, які містять гідрофобний кремнезем АМ-1, характерне зниження величин міжфазної енергії у слабкополярному середовищі, що обумовлено укрупненням кластерів міжфазної води, а розмір поверхневих кластерів води в процесі розморожування системи зменшується. Виявлено, що на кількість і енергію зв’язування води в гетерогенних системах на основі пектину впливають процеси міжчастинкових взаємодій між різнорідними складовими, які ймовірно визначають ступінь асоційованості молекул у шарі води. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2025-08-28 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/789 10.15407/hftp16.03.311 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 16 No. 3 (2025): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 311-321 Химия, физика и технология поверхности; Том 16 № 3 (2025): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 311-321 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 16 № 3 (2025): Хімія, фізика та технологія поверхні; 311-321 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp16.03 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/789/802 Copyright (c) 2025 Т.В. Крупська, Н.Ю. Клименко, Qiliang Wei , Jinju Zheng , Weiyou Yang, А.М. Дацюк, В.В. Туров https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | композитна система пектин гідрофобний кремнезем 1Н ЯМР-спектроскопія адсорбція метиленовий синій Krupska , T.V. Klymenko , N.Yu. Wei, Qiliang Zheng, Jinju Yang, Weiyou Datsiuk , A.M. Turov , V.V. Нанокомпозитні системи пектин/кремнезем і їхні властивості |
| title | Нанокомпозитні системи пектин/кремнезем і їхні властивості |
| title_alt | Nanocomposite systems pectin/silica and their properties |
| title_full | Нанокомпозитні системи пектин/кремнезем і їхні властивості |
| title_fullStr | Нанокомпозитні системи пектин/кремнезем і їхні властивості |
| title_full_unstemmed | Нанокомпозитні системи пектин/кремнезем і їхні властивості |
| title_short | Нанокомпозитні системи пектин/кремнезем і їхні властивості |
| title_sort | нанокомпозитні системи пектин/кремнезем і їхні властивості |
| topic | композитна система пектин гідрофобний кремнезем 1Н ЯМР-спектроскопія адсорбція метиленовий синій |
| topic_facet | composite system pectin hydrophobic siliсa 1H NMR spectroscopy adsorption methylene blue композитна система пектин гідрофобний кремнезем 1Н ЯМР-спектроскопія адсорбція метиленовий синій |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/789 |
| work_keys_str_mv | AT krupskatv nanocompositesystemspectinsilicaandtheirproperties AT klymenkonyu nanocompositesystemspectinsilicaandtheirproperties AT weiqiliang nanocompositesystemspectinsilicaandtheirproperties AT zhengjinju nanocompositesystemspectinsilicaandtheirproperties AT yangweiyou nanocompositesystemspectinsilicaandtheirproperties AT datsiukam nanocompositesystemspectinsilicaandtheirproperties AT turovvv nanocompositesystemspectinsilicaandtheirproperties AT krupskatv nanokompozitnísistemipektinkremnezemííhnívlastivostí AT klymenkonyu nanokompozitnísistemipektinkremnezemííhnívlastivostí AT weiqiliang nanokompozitnísistemipektinkremnezemííhnívlastivostí AT zhengjinju nanokompozitnísistemipektinkremnezemííhnívlastivostí AT yangweiyou nanokompozitnísistemipektinkremnezemííhnívlastivostí AT datsiukam nanokompozitnísistemipektinkremnezemííhnívlastivostí AT turovvv nanokompozitnísistemipektinkremnezemííhnívlastivostí |