авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |

«Санкт-Петербургский государственный университет Российское химическое общество им. Д.И. Менделеева «МЕНДЕЛЕЕВ-2013» VII ВСЕРОССИЙСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ...»

-- [ Страница 4 ] --

Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады 0, 0, 0, оптическая плотность оптическая плотность 0,20 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,08 0, 400 500 600 нм Рис. 1. Спектры поглощения пленок ТФП (1) и ТФП:МУНТ (2-5) на SnO2-ОПЭ (левая ось ординат): 1 – 100% ТФП, 2 –20% МУНТ, 3 –40% МУНТ, 4 –60% МУНТ, 5 –80% МУНТ. Спектр поглощения пленки ТФП на стеклянной подложке (6, правая ось ординат).

При соотношении ТФП:МУНТ = 3 : 2 наблюдается максимум ФП (рис.

2). Его увеличение с ростом концентрации МУНТ в пленке может быть обусловлено увеличением квантового выхода фотохимических процессов при увеличении количества мономерной формы порфирина [3], а также увеличением поверхностной концентрации дефектов, способствующих распаду экситонов. Работа поддержана проектом МНТЦ 3910.

6 0, 0, оптическая плотность фотопотенциал, мВ 0, 0, 0, 0 0, 0 20 40 60 содержание МУНТ, % масс.

Рис. 2. Зависимости величин фотопотенциала (1) и оптической плотно сти в максимуме полосы Соре на стеклянных подложках (2) при измене нии массового соотношения компонентов в пленках смеси ТФП:МУНТ.

1. Наговицын И.А., Щербаков Д.Ю., Чудинова Г.К., Комиссаров Г.Г.

Краткие сообщения по физике ФИАН, 2, 3 (2004).

Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады СИНТЕЗ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ ГИДРОКСИДОВ МАГНИЯ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЩЕЛОЧНЫМИ И ПЕРЕХОДНЫМИ МЕТАЛЛАМИ Ильина Е. В., Токарева И.В., Кривошапкина Е.Ф.

Федеральное Государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук;

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Коми НЦ Уральского отделения Российской академ, Новосибирск, Россия Молодой учёный.

chebka@bk.ru Научный руководитель: Ведягин А.А.

В настоящее время проблема экономии и рационального исполь зования топливно-энергетических ресурсов является одной из глобальных проблем, так как затрагивает все сферы деятельности и от ее решения за висит развитие техники и технологий. Уже сейчас мы нередко сталкиваем ся с дефицитом энергии и ограничениями ее потребления, и в будущем дефицит будет только расти. Применение энергосберегающих технологий позволит компенсировать сокращение потребления энергии и снизить ее потери. Согласно ряду исследований зарубежных и отечественных ученых экономия энергии при усовершенствовании и модернизации конструкции технологического оборудования может достигать 40%.





Одним из возможных направлений экономии энергии является ис пользование накопителей тепловой энергии. Для этой цели могут быть использованы жидкие или твердые вещества с высокой удельной теплоем костью, фазовые переходы веществ или обратимые химические реакции со значительным термическим эффектом. В последнем случае происходит сохранение тепловой энергии в виде химической энергии, выделяющейся в ходе экзотермической реакции. Основным преимуществом химических тепловых насосов (по сравнению с механическими) является то, что при их функционировании используется только тепловая энергия и не происходит образования загрязняющих веществ.

Среди процессов, интенсивно использующихся в тепловых насо сах, наиболее интересен процесс гидратации оксида магния, характеризу ющийся высокой скоростью теплоотдачи. С другой стороны, добавление различных модификаторов к гидроксиду магния позволяет существенно снизить энергию активации его дегидратации и тем самым увеличить ско рость процесса.

Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады Нами был разработан метод синтеза частиц гидроксида и оксида магния в нанометровом диапазоне, обеспечивающий равномерное распре деление модифицирующей добавки (литий, кальций, ванадий, кобальт, никель, железо). Исследование синтезированных материалов рядом физи ко-химических методов показало, что в зависимости от природы модифи катора удельная поверхность гидроксидных систем может составлять от 400 до 800 м2/г, а объем пор – от 1 до 1.4 см3/г. Полученные рентгенограм мы для данных образцов существенно отличались от известных эталонов.

Только в результате моделирования рентгенофазовых дифракционных картин, проведенного с использованием специализированного программ ного обеспечения, было установлено, что для синтезированных гидрок сидных систем характерно турбостратное разупорядочение.

Результаты исследования оксидных систем Li-MgO (a) и Ca-MgO (б) мето дом просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения.

Анализ равномерности распределения модификатора в структуре оксида магния был проведен с помощью метода просвечивающей элек тронной микроскопии высокого разрешения и метода EDX. На рисунке представлены микроскопические снимки оксидных систем Li-MgO и Ca MgO. Видно, что размер первичных частиц в этих образцах не превышает 20 нм. Аналогичная картина наблюдается для всех синтезированных окси дов. На следующем этапе работы будет проведено детальное изучение термических эффектов разложения синтезированных высокодисперсных гидроксидов, что позволит оценить перспективность применения данных систем в химических насосах для запасания тепловой энергии.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 12-08-31426).

Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады КАТАЛИТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАЛЛАДИЙСОДЕРЖАЩИХ НАНОАЛМАЗОВ И АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ В РЕАКЦИЯХ ГИДРОГЕНИЗАЦИИ Калмыков П. А., Магдалинова Н.А.

Ивановский государственный университет, Иваново, Россия Аспирант Студент I курсаг.

k_p.a@mail.ru Научный руководитель: Клюев М.В.





Создание новых эффективных катализаторов является одной из актуальных задач современной промышленности. Важную роль в составе катализатора играет носитель. В промышленности применяются различ ные типы подложки для каталитических металлов: активированный уголь (АУ), окись алюминия, пемза, «Сибунит» и др. У каждого носителя име ются свои преимущества и недостатки. Хороший носитель должен обла дать развитой удельной поверхностью, способностью удерживать катали тический металл, обладать химической и физической устойчивостью. Та ким носителем может являться наноалмаз (НА). Этот носитель имеет уни кальные свойства: высокую удельную поверхность, покров из функцио нальных групп, возможность модифицирования поверхности НА и, разу меется, физико-механические свойства алмаза (прежде всего, высокую прочность и достаточно высокую термостойкость). Катализаторы на осно ве НА опробованы для конверсии СО в СО2, гидродегалоидирования аро матических соединений, а также перспективны при использовании в ката литических реакциях разложения спиртов (этанола, метанола). Следует подчеркнуть, что в России детонационные НА являются коммерчески до ступным продуктом.

Целью работы являлось изучение палладийсодержащих катализа торов на основе НА и АУ марки М200, в реакциях гидрогенизации нена сыщенных органических соединений и соединений с функциональными группами. В качестве гидрируемых субстратов были выбраны: нитробен зол, п-нитрофенол, п-нитробензойная кислота, аллиловый спирт и цикло гексен (схема).

Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады Схема NH2, где R = -H, -OH, -COOH R R NO2 -H2O H2, кат.

CH3-CH2-CH2 OH OH CH2=CH-CH Выбор субстратов обусловлен разнообразием восстанавливаемых химических связей. Реакции проводились в термостатируемом реакторе в растворе этанола при Рн2 = 0.1 МПа и 318 К. Катализаторы на основе НА и АУ приготовлены по одинаковой методике и содержали по 1 мас.% палла дия. Затем образцы Pd/НА перемешивали с активированным углем марки М200 в соотношении 180 мг : 820 мг (общий вес 1 г) до создания однород ной массы. Эта операция использовалась для уменьшения ошибки при взвешивании. В таблице представлены значения активности катализаторов и констант скорости реакций. Оба катализатора оказались активны и се лективны в указанных реакциях, однако, активность катализатора Pd/HA в реакциях гидрирования выше, чем активность катализатора Pd/АУ. Веро ятно, это обусловлено тем, что катализатор Pd/HA обладает более упоря доченной структурой металлоцентров, которые доступны для каталитиче ского контакта. Анализ продуктов реакции гидрирования проводили мето дом газожидкостной хроматографии (ГЖХ) на серийном хроматографе модели 3700 с пламенно-ионизационным детектором.

Характеристики Pd/HA и Pd/АУ в реакции гидрирования 1% Pd/HA 1% Pd/АУ Параметр TON, мин k, k, Субстрат - TON, мин л/(моль·с) л/(моль·с) нитробензол 133.0 788.4 43.5 275. п-нитрофенол 56.7 330.0 33.6 196. п нитробензойная 27.2 160.7 25.1 148. кислота циклогексен 49.9 294.2 45.2 269. аллиловый 91.4 538.4 54.5 323. спирт Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады Ошибка в определении значений константы скорости и числа оборотов реакции не превышает 5%.

Таким образом, проведенное исследование показало, что катали заторы на основе НА являются перспективными в реакциях гидрогениза ции различных ненасыщенных органических соединений.

Работа поддержана грантом РФФИ № 12-03-97546-р_центр_а.

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НА СВОЙСТВА НАНОСТРУКТУИРОВАННОГО НИКЕЛЕВОГО КАТАЛИЗАТОРА ГИДРИРОВАНИЯ ОКСИДОВ УГЛЕРОДА (МЕТАНИРОВАНИЕ) Кашинская А. В., Ефремов В.Н.

ООО "НИАП-КАТАЛИЗАТОР", Новомосковск, Россия Молодой учёный.

anutka-20005@rambler.ru Научный руководитель: Голосман Е.З.

Наиболее ярким примером использования реакции гидрирования оксидов углерода (метанирования) является процесс тонкой каталитиче ской очистки азотноводородной смеси (синтез-газ) в крупнотоннажных производствах синтетического аммиака, которые являются одними из наиболее стабильными и рентабельными в химической промышленности.

Обладая высокой каталитической активностью, термостабильно стью, механической прочностью и большим сроком службы, промышлен ные никелевые катализаторы метанирования серии НИАП-07 в настоящее время не отвечают требованиям промышленности по температуре актива ции, содержанию активного компонента, показателю газодинамического сопротивления слоя.

Создание наноструктурированного никелевого катализатора мета нирования нового поколения было обусловлено, прежде всего, снижением температуры синтез-газа на входе в метанатор до 2602800С. Основной причиной этого явления является увеличение регламентной производи тельности агрегатов производства аммиака большой единичной мощности.

Целью работы являлось изучение влияния технологических пара метров приготовления на основные свойства наностуктурированного ни келевого катализатора метанирования, имеющего пониженные температу ру восстановления и газодинамического сопротивления.

Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады Основу катализатора метанирования нового поколения составляет никель-алюминиевая композиция, полученная в результате взаимодей ствия гидроксокарбоната никеля (ГКН) и алюминийсодержащего компо нента со специальным водным раствором жидкостного реагента, имеюще го различную концентрацию. Результатом взаимодействия является обра зование новой никельсодержащей фазы, являющейся предшественником активной составляющей катализатора. Максимальное количество этого соединения образуется при соотношении Al2O3/NiO=1,11,2. В качестве алюминийсодержащего компонента использовали активный оксид алюми ния с удельной поверхностью 180220м2/г.

В состав никель-алюминиевой композиции вводили в качестве гид равлического связующего алюминат кальция в таком количестве, чтобы содержание никеля в пересчете на оксид во всех образцах было на уровне 28%. Применение алюмината кальция дало возможность изготавливать катализатор в виде цилиндрической таблетки, кольца и экструдата.

Определены оптимальные условия проведения гидротермальной обработки, позволяющие достигать значений механической прочности 60МПа. В ходе проведенных исследований обнаружено, что процесс об работки механической смеси ГКН и активного оксида алюминия дистил лированной водой происходит взаимодействие между этими компонента ми, в результате чего образуется новая никельсодержащая фаза. Подтвер ждением этого является увеличение межплоскостного расстояния с 5, у ГКН до 7,6 у вновь образовавшейся никелевой фазы, а также смещение в более высокотемпературную область характеристической температуры разложения (3303400С). В то время как для ГКН она равна 2900С.

Установлено, что обработка исходной механической смеси ГКН и активного оксида алюминия водными растворами жидкостного реагента способствует еще большему смещению межплоскостного расстояния для этого соединения и величина ее составляет 7,8. Показано, что межплос костное расстояние этого соединения не изменяется во всем концентраци онном интервале применяемого водного раствора жидкостного реагента.

Анализ полученных экспериментальных данных позволил установить, что это соединение является гидроксокарбоалюминатом никеля (ГКАН) со структурой ГКН. Расчетным путем определено, что ГКАН имеет формулу Ni6Al2CO3(OH)3,5 x 4H2O. Показано, что его содержание в исследуемых образцах практически одинаково.

Исследован режим активации исследуемых образцов катализаторов.

Установлено, что данный процесс является двух стадийным и начинается при температуре 230ОС, что на 70100ОС ниже по сравнению с этим пока зателем для промышленного катализатора метанирования. Восстановлен ные образцы характеризуются высокой дисперсностью металлического Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады никеля, которая в интервале температур активации 230650 ОС, составляет 3,05,0нм. Удельная поверхность металлического никеля отнесенная к грамму никеля остается постоянной величиной независимо от применяе мого жидкостного реагента и его концентрации. Ее величина для восста новленных образцов при 300ОС и 400ОС находится на уровне 3540м2/г Ni, а для активированных образцов при 550ОС и 650ОС – 4550 м2/г Ni.

Катализатор характеризуется высоким показателем каталитической активности даже при достаточно низкой температуре (230300 ОС) восста новления и меньшем содержании активного компонента (28–31% NiO).

Концентрация водного раствора жидкостного реагента не оказывает влия ния на каталитическую активность исследуемого катализатора при данной конкретной температуре активации. Показано, что удельная каталитиче ская активность разработанного катализатора одного и того же химическо го состава не зависит от способа приготовления.

СЕНСОРНАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ПЛЕНОК ОКСИДОВ ЦИНКА И ОЛОВА Кирсанкин А. А., Гришин М.В., Трахтенберг Л.И., Шуб Б.Р.

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической физики им. Н.Н.Семенова РАН, Москва, Россия Аспирант Студент III курса.

kirsankin@mail.ru Научный руководитель: Шуб Б.Р.

Чувствительность современных газовых детекторов на основе пленок полупроводников, таких как оксиды олова (SnO2) и цинка (ZnO), опреде ляется изменением числа носителей заряда, происходящее в процессах адсорбции и десорбции. Электроны проводимости появляются при тепло вой ионизации структурных дефектов оксидов, энергетические уровни которых лежат вблизи дна зоны проводимости полупроводника. Образо вавшиеся в результате диссоциативной адсорбции атомы кислорода захва тывают электроны из зоны проводимости полупроводника, снижая его проводимость. При адсорбции молекул детектируемого газа происходит их реакция этих молекул с адатомами кислорода с образованием десорби рующихся молекул и электронов, которые попадают в зону проводимости.

Ток при этом растет, что и является признаком присутствия в атмосфере Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады анализируемого газа. Следовательно, чувствительность сенсора определя ется такими характеристиками полупроводникового слоя как положение уровня энергии электронных ловушек (связанных со структурными дефек тами и адатомами) и их скоростью перезарядки. Наиболее вероятным кан дидатом на роль электронной ловушки в оксиде является кислородная ва кансия.

Наноструктурированные пленки оксидов олова (SnO2) и цинка (ZnO) были приготовлены из концентрированных водных суспензий, нанесенных на поверхность кварцевого стекла. Структурные особенности полученных пленок были определенны методами атомно-силовой микроскопии. На рисунке 1 представлено топографическое изображение пленки диоксида олова и профиль ее поверхности. Полученные данные позволяют оценить характерный размер наночастиц оксида олова, который приблизительно равен 100 нм.

Рисунок 1. Наноструктурированная пленка диоксида олова: слева – то пографическое изображение, справа – профиль поверхности пленки вдоль выделенной линии.

Пленка из оксида цинка имеет похожую структуру, при этом наблюда ется достаточно большой разброс наночастиц ZnO по размерам 100- нм. Пленка неоднородна и имеется достаточное большое количество пор размером до 500 нм.

Для определения физических характеристик электронных ловушек – атомов кислорода были измерены вольт-амперные зависимости туннель ного тока, которые позволили установить положение энергетического уровня и зависимость момента перезарядки от напряжения смещения СТМ. С учетом того, что при спектроскопических измерениях напряжение смещения, U, является линейной функцией времени, t, т.е. U = U0 + t, где – скорость развертки напряжения, вольт-амперные зависимости тун нельного тока могут быть преобразованы в зависимости тока от времени.

Пример типичных вольт-амперных зависимостей туннельного тока и ги Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады стограммы распределения числа перезарядок для электронной ловушки в оксиде цинка приведены на рисунке 2.

Рисунок 2. Слева – типичные вольт-амперные зависимости туннельно го тока, справа – временное распределение переходов между заряженным и опустошенным состояниями электронной ловушки.

В наших условиях для электронной ловушки (адатома кислорода), рас положенной в наноструктурированной пленке диоксида олова при 1 = В/мкс, можно определить положение энергетического уровня Ее 1 эВ и характерное время опустошения ловушки 2 миллисекунды. Аналогич но вышеизложенному для электронной ловушки – структурному дефекту пленки оксида цинка, восстановленной в водороде, можно установить по ложение энергетического уровня Ее 0.1 эВ и характерное время опусто шения 20 миллисекунд.

Работа поддержана грантами РФФИ 12-03-31411, 11-03-00342 и 13 03-00391.

ПОЛУЧЕНИЕ СУПЕРПАРАМАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ МАГГЕМИТА ДЛЯ КОНТРАСТИРОВАНИЯ В МЕТОДЕ МРТ Козлова М. А.

Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия Студент IV курса.

margaritakozlova91@gmail.com Научный руководитель: Осмоловская О.М.

Основной целью современной медицины является разработка и исследо вание новых препаратов, которые позволяли бы одновременно максимально упростить и сделать наиболее точной диагностику различных заболеваний.

Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады Именно поэтому в последнее десятилетие активное внедрение в клиниче скую практику получил метод магнитной резонансной томографии (МРТ) — томографического метода исследования внутренних органов и тканей с ис пользованием физического явления ядерного магнитного резонанса.

Исследование методом МРТ основано на анализе времени релаксации времени, за которое протоны воды в тканях организма возвращаются к рав новесному состоянию. Время релаксации протона зависит от окружающих его молекул и атомов и различно у здоровых и больных тканей. В методе МР-томографии определяются два времени релаксации: Т1 (спин решеточная релаксация;

определяется взаимодействием упорядоченно рас положенных протонов с близлежащими ядрами) и Т2 (спин-спиновая релак сация;

определяется влиянием на протон соседних протонов).

Для увеличения интенсивности сигнала и контрастности изображения, а, следовательно, и повышения точности исследования в организм вводят кон трастные агенты. Для Т1-взвешенного режима к настоящему времени пред ложено большое количество агентов на основе парамагнитных металлов, инкапсулированных в хелатирующий агент. Данные препараты усиливают интенсивность сигнала в местах своего накопления за счет сокращения вре мени спин-спиновой релаксации. В качестве контрастных агентов в Т2 взвешенном режиме предложено использовать суперпарамагнитные наноча стицы, которые подавляют интенсивность изображения от нормальных тка ней за счет сокращения времен релаксации соседних протонов. Коммерче ски доступные контрастные вещества такого типа в качестве магнитного компонента содержат оксид железа смешанной валентности (магнетит). Од нако, эти агенты имеют ряд недостатков: (1) трудности осуществления син теза воспроизводимых по химическому составу порошков;

(2) регулирова ние размеров самих частиц и получения материала с заранее заданными ха рактеристиками.

В связи с этим, несомненно перспективным является поиск и апробация новых типов биосовместимых контрастных агентов для режима Т2 на осно ве суперпарамагнитных частиц.

Целью нашей работы являлось получение суперпарамагнитных наноча стиц маггемита и исследование возможности их визуализации в методе МРТ.

Наночастицы маггемита получали в гидротермальных условиях в при сутствии сурфактантов с использованием гидроксида железа в качестве ис ходной пасты. Ее получали взаимодействием водного раствора трехвалент ного железа, концентрация которого определялась фотометрически, с гид роксидом натрия. Синтезированные в различных условиях нанопорошки были аттестованы с помощью метода просвечивающей электронной микро Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады скопии (ПЭМ), рентгенофазового анализа (РФА) и методом БЭТ (определе ние удельной поверхности).

Магнитные свойства наночастиц исследовали на вибрационном магни тометре при комнатной температуре. Было показано, что приблизительно трех нанометровые сферические частицы маггемита ожидаемо демонстри руют типично суперпарамагнитное поведение. Полученные результаты поз волили рекомендовать наночастицы для изучения их визуализационных возможностей в методе МР-томографии.

Для проведения указанного исследования был приготовлен образец, со держащий распределенные в 2% агарозном геле наночастицы. Агарозный гель различной плотности имитирует ткани организма и является стандарт но используемым материалом для проведения такого рода исследований.

Предварительно была разработана методика получения устойчивой водной суспензии наночастиц и проведены эксперименты по изучению ее стабиль ности. Полученные результаты были использованы для приготовления об разца с равномерно распределенными в геле наночастицами. Изучение об разцов с различными концентрациями наночастиц продемонстрировало, что в Т1-взвешенном режиме видимого влияния частицы не проявляют. Напро тив, в Т2-режиме зафиксировано влияние наночастиц на время релаксации, фактор релаксационной способности составляет 157.

Таким образом, апробация суперпарамагнитных наночастиц маггемита в экспериментах на модельной системе показала возможность их применения в качестве контрастных агентов для режима Т2 в методе МРТ.

Работа поддержана грантом президента РФ (договор № 16.120.11.5826-МК).

ПОВЕРХНОСТНЫЕ И СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА НАНОРАЗМЕРНЫХ ОКСИДОВ Колоницкий П. Д.

Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия Аспирант Студент I курсаг.

kolonitskypetr@gmail.com Научный руководитель: Суходолов Н.Г.

Для специфичной сорбции биохимических продуктов все более акту альной становится задача разработки и использования новых сорбционных материалов. Ключевым моментом в этом вопросе является создание меха Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады нически стабильных сорбентов, обладающих специфичностью, стабильно стью и высокой сорбционной емкостью, способных обеспечивать высокий выход биологически активных целевых продуктов, а также обладающих способностью к многократному использованию. Сорбционная емкость напрямую связана с площадью активной поверхности частиц сорбента, что делает необходимым получение препаратов с большой удельной площа дью поверхности, а, следовательно, малым размером частиц. Таким обра зом, цель данной работы – разработка методики синтеза наноразмерных оксидов железа (III), титана и меди (II), и исследование их поверхностных и сорбционных свойств.

Синтез основан на разложении солей переходных металлов пол воздей ствием микроволнового излучения. В ходе данной работы были проведе ны: измерение удельной поверхности, измерение размеров полученных частиц методом лазерной дифракции, адсорбция конго-красного и адсорб ция казеина. Из полученных результатов видно, что размеры получаемых частиц лежат в нано области. Однако, во время синтеза частицы образуют агломераты, размером до нескольких десятков микрон. Для выяснения механизма адсорбции биологических веществ на синтезированных струк турах были получены изотермы адсорбции казеина. Для количественной оценки адсорбированного белка был выбран метод Бредфорда, который позволяет фотометрически с высокой чувствительностью определять ко личество белка, находящегося в растворах в невысоких концентрациях (десятки микрограмм в миллилитре). Именно такие концентрации чаще всего используются в биохимических анализах. На рисунке №1 представ лена изотерма адсорбции казеина на полученном оксиде железа.

Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННОГО ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА СТРУКТУРИРОВАННОГО НЕОРГАНИЧЕСКИМИ НАНОЧАСТИЦАМИ С ЗАДАННЫМ ХИМИЧЕСКИМИ СОСТАВОМ Кошевой В. К., Земцова Е.Г., Макаров И.А., Зорин И.М., Билибин А.Ю., Смирнов В.М.

Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия Студент VI курса.

vcevolodkoshevoi@mail.ru Научный руководитель: Смирнов В.М.

Увеличение прочности, пластичности, ударной вязкости и других фи зико-механических свойств материалов является насущной проблемой современного материаловедения. Дефицит материалов, отвечающих этим требованиям, испытывают новые области техники и машиностроения.

Кроме того, в настоящее время возникла потребность в замене изделий из стали и цветных металлов на полимерные. Это происходит вследствие то го, что металл подвержен химической коррозии и обладает относительно высоким коэффициентом трения, а также в связи с решением проблем энергетической эффективности, требующим снижения массы изделий.

Механические свойства композитов во многом зависят от структуры и свойств межфазной границы. Так, сильное межфазное взаимодействие между матрицей и волокном-наполнителем обеспечивает высокую проч ность материала.

Композиционные полимерные материалы на основе СВМПЭ являются перспективной заменой многих традиционно использующихся в настоя щее время конструкционных материалов, превосходя их по ряду показате лей, таких как стойкость к ударным нагрузкам, стойкость к растрескива нию, химическая стойкость, коэффициент трения, износостойкость, плот ность.

Знание закономерностей влияния добавок позволяет создавать компо зиции с заданными свойствами, которых не имеет исходный полимер.

Наша работа направлена на разработку получения нового поколения полимерных композиционных наноматериалов на основе процессов нано структурирования (наноармирования) полиэтиленовой матрицы наноча стицами аэросила, модифицированного органическими группами, а также Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады аэросила, модифицированного нанослоями нитрида титана, для создания упрочненных конструкционных материалов.

В результате проделанной работы было выявлено, что оптимальная степень наполнения СВМПЭ GUR2122 модифицированным аэросилом А 300 составляет 10% по массе.

В результате проведения исследований механических свойств образцов с содержание дисперсной фазы состоящей из аэросила с титан-азотными структурами и поверхностными гептилоксильными группами, было уста новлено, что введение 10% дисперсной фазы увеличивает модуль упруго сти материала (с 570 МПа до 858 МПа) и его твердость (с 37,1 Н/мм 2 до 42,0 Н/мм2), при этом несколько снижая предел прочности (с 40 до МПа). Предел текучести (26 МПа) и удлинение в пределе текучести (около 14%), удлинение при разрыве (около 255%) остается в пределах погрешно сти измерений и соответствует чистому СВМПЭ. Анализ механических свойств полученного опытного образца показал улучшение свойств ком позиционного материала по сравнению с чистым СВМПЭ. И, что суще ственно, введение наполнителя позволило сохранить упругие свойства полимерного материала.

Исходя из анализа состояния современных исследований в области композиционных полимерных материалов можно сказать, что полученные результаты по механическим свойствам композиционного материала, а также способ его получения в полной мере соответствуют мировому уровню развития технических средств и методов в данной сфере.

Полученный нанокомпозит может быть использован в качестве мате риала конструкционного назначения для изготовления износостойких сла бонагруженных деталей, например для Российских железных дорог, и также в качестве финишного покрытия для ёмкостей и арматуры, контак тирующих с агрессивными средами.

Работа выполнена при поддержки гранта РФФИ 12-03-90037-Бел_а.

Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА НАНОПЛЕНОК КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ СОПРЯЖЕНОГО ПОЛИМЕРА И КОМПЛЕКСА ЕВВРОПИЯ(III) Крупин А. С., Шамсутдинова Р.Д., Молостова Е.Ю., Князев А.А.

Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань, Россия Студент V курса.

krupin_91@mail.ru Научный руководитель: Галяметдинов Ю.Г.

В качестве компонентов (эмиттеры, трансмиттеры) органических светодиодов (OLED), светоизлучающих диодов, лазеров, оптических уси лителей, модуляторов, световых панелей, в последние годы, все большее применение находят координационные соединения лантаноидов с органи ческими лигандами и их композиты с сопряженными полимерами. При использовании композитов координационных соединений лантаноидов, в органических светодиодах появляется возможность создавать источники света с монохроматическим излучением, а путем комбинирования ионов и лигандной оболочки можно добиться любого цвета излучения, в том числе белого. Однако применение композитов координационных соединений лантаноидов с проводящими полимерами в настоящее время ограничено неравномерностью распределения компонентов в пленке и низкой эффек тивностью люминесценции, что в основном обусловлено кристаллизацией и агрегацией молекул комплекса.

В работе проведено исследование возможности создания люминес центных композитов на основе сопряженного полимера поли-(N винилкарбазола) (PVC) (рис. 1,б) и синтезированного мезогенного ком плекса трис(-дикетонанта) европия (III) с 1,10-фенантролином (рис. 1,а).

Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады б а Рис. 1 – Структурная формула аддукта трис(-дикетоната) европия (III) с 1,10-фенантролином (а) и PVC (б) Наличие в структуре комплекса длинных торцевых углеводородных заместителей, затрудняющих кристаллизацию, дает возможность варьиро вать соотношение компонентов в полимерном композите и добиться мак симальной эффективности излучения таких материалов.

Подбор компонентов в композите был обусловлен в первую очередь перекрыванием спектров поглощения комплекса лантаноида и излучения полимера (рис. 2).

Рис. 2 – Спектр излучения полимера PVC (-·-) и спектр поглощения аддукта трис(-дикетоната) европия (III) с 1,10-фенантролином (—) Показана возможность создания композитов с различным процент ным содержанием комплекса европия (III) в полимерной матрице;

иссле дованы люминесцентные свойства композитов в растворах и пленках, то Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады пография поверхности пленки композита и чистых веществ. Установлено, что наибольшей интенсивностью люминесценции обладает композит, со держащий 60% комплекса европия (III). Показано, что при облучении на длине волны 400 нм относительный квантовый выход люминесценции в композите возрастает в 2,13 раза по сравнению с чистым комплексом.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ грант №12 03-31424 мол_а ИССЛЕДОВАНИЕ СМАЧИВАЕМОСТИ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, ПОЛУЧАЕМЫХ МЕТОДОМ ТРАВЛЕНИЯ ИОННЫХ ТРЕКОВ Кувайцева М. А., Иванов О.М., Лизунов Н.Е.

Международный Университет природы, общества и человека "Дубна", Дубна, Россия Аспирант Студент I курса.

mariya_bulanova@list.ru Научный руководитель: Апель П.Ю.

Самоочищающиеся водо- и грязеотталкивающие сверхгидрофобные материалы имеют поверхности, характеризующиеся высокими краевыми углами смачивания ( 150°) и малым углом наклона поверхности к гори зонту, при котором капля воды скатывается (соскальзывает) с поверхно сти. Такие поверхности представляют большой интерес для фундамен тальных исследований и практических применений. Их создание является одним из перспективных направлений в современной нанохимии.

Цель нашей работы состояла в разработке методики получения анизо тропных супергидрофобных поверхностей при помощи ионно-трековой обработки диэлектрических материалов. Используя в качестве исходной матрицы гидрофобный материал (поликарбонат, полипропилен) и создавая микрорельеф, мы попытались добиться несмачиваемости поверхности.

Работа включала в себя следующие стадии:

1. Облучение материала ионами на ускорителе под разными углами.

2. Химическое травление с целью получения нано- и микроструктури рованной развитой поверхности. Осуществлялось в термостате при фикси рованной температуре в растворе щелочи (в случае поликарбоната) или хромовой смеси (в случае полипропилена) заданной концентрации.

3. Измерение контактных углов смачивания. Производилось на специ альном приборе - проекционный микроскоп - с использованием особочи Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады стой деионизованной воды ( с удельным сопротивлением 18,2 МОм/см).

Деионизованную воду получали на лабораторной установке Ариум-611.

Рисунки переводились в электронный формат и расчет осуществлялся с помощью программы ImageJ.

4. Измерение потери массы образца. Осуществлялось на аналитиче ских весах (AG245, Mettler Toledo).

5. Исследование полученных поверхностей при помощи растрового электронного микроскопа (РЭМ, JSM-840, JEOL).

6. Нахождение зависимостей контактного угла смачивания от пара метров получаемых поверхностей (плотность треков, глубина рельефа, угол наклона элементов рельефа, и т.д.) Для измерения угла смачивания проекцию капли получали при помощи луча света, проходящего по отношению к наклонному рельефу сбоку. Об разовывались капли асимметричной формы, у которых измерялись левый и правый углы.

Рис. 1. Зависимость контактных углов смачивания 1 (левый) и 2 (пра вый) от времени химического травления полипропиленовой пленки, облу ченной под углом = 45,5 с плотностью треков n = 107 см-2.

Выводы:

Методом травления ионных треков получены нано- и микро структурированные поверхности на поликарбонатной и полипропиленовой пленке;

Показано, что контактный угол смачивания водой можно увеличить на 30 - 40° на ПК и на 50 - 60° на ПП;

Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады Исследованы закономерности развития нанорельефа в процессе травления и выявлено, что максимальный контактный угол достигается при некотором оптимальном времени химической обработки. Наименьшая смачиваемость наблюдалась на материале, доля смоченной поверхности (f) которого находится в пределах от 0 до 0,1;

Показано, что контактный угол смачивания зависит от угла наклона рельефа и природы полимера;

Получены анизотропные гидрофобные поверхности с преимуще ственным направлением скатывания капель.

ПРОТИВОРАКОВЫЕ ПРЕПАРАТЫ НА ОСНОВЕ ЛИПОСОМАЛЬНЫХ ЧАСТИЦ Кузнецов И. И., Власова К.Ю., Бычков Д.А., Чехонин В.П.

Московский государственный университет, Москва, Россия Студент IV курса.

kuznec505@gmail.com Научный руководитель: Нуколова Н.В.

В настоящее время заболеваемость первичными опухолями головно го мозга составляет около 12 человек на 100000, из них 50% относится к глиомам. При лечении онкологических заболеваний, широко используются производные платины, однако, они обладают высокой системной токсично стью. Для увеличения максимально переносимой дозы таких препаратов воз можно заключение их вовнутрь липосомальных частиц. В связи с этим, созда ние контейнерных систем, способных проникать через гематоэнцефалический барьер, является актуальной задачей современной нейроонкологии.

Целью данной работы является разработка стабильных липосомаль ных частиц, эффективно загруженных цисплатином.

Для синтеза липосом использовали фосфатидилхолин (PC), холесте рол, DSPE-PEG (2000). При их эмульгировании в водной среде образуются жировые пузырьки, ограниченные внешней бислойной мембраной. Работа проводилась в два этапа: вначале синтезировали липидную оболочку, а затем эмульгировали её в водном растворе цисплатина. Полученную смесь липосом с лекарством подвергали экструдированию через мембраны в 400 нм, а затем в 200 нм для получения липосом с узким распределением по размерам. Очистку полученных систем проводили методом гель-фильтрационной хроматографии Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады с использованием Sephadex G25. Физико-химические характеристики липосом были изучены методом светодинамического светорассеяния.

В результате работы были успешно синтезированы липосомы, загру женные цисплатином, диаметром 185±14 нм и дзета потенциалом равным 27±7 мВ. Максимальное значение эффективности инкапсулирования состави ло 17%, а эффективности загрузки 13%, что соответствует данным для ком мерчески доступных липосомальных частиц, загруженных доксорубицином (Doxil).

Таким образом, в ходе работы были получены стабильные липосо мальные наноконтейнеры с высокой эффективностью загрузки цисплатина и узким распределением по размерам.

ПРОМОТИРОВАННЫЕ ЦЕОЛИТНЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ В РЕАКЦИИ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ ПРОПАН-БУТАНОВОЙ ФРАКЦИИ Левченко Д. А., Поливина И. К.

Российский Государственный Университет нефти и газа имени Ивана Михайловича Губкина, Москва, Россия Аспирант Студент III курса.

darya-levchenko@mail.ru Научный руководитель: Локтев А.С.

Работа выполнялась с целью создания новых катализаторов ароматизации пропан-бутановой фракции и поиска оптимальных условий проведения процесса получения ароматических углеводородов.

Пропан-бутановая фракция (ПБФ) - ценный компонент природного и попутного нефтяного газа является. На ее основе можно получить ряд важных продуктов нефтехимии. Эффективным является использование ПБФ для производства ароматических углеводородов – продукта с высокой добавленной стоимостью. Лучшие катализаторы данного процеса созданы на основе промотированных высококремнеземных цеолитов [1,2].

Для использования в процессе каталитической конверсии пропан бутановой фракции нами синтезированы промотированные цинком и хро мом катализаторы на основе промышленных высококремнеземных цеоли тов с кристаллической структурой ZSM-5, с кремнеземным модулем 70, 76, 36, как содержащих связующее вещество - оксид алюминия, так и без Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады связующего вещества. Исследованные материалы проявили каталитиче скую активность в реакции получения ароматических углеводородов из пропан-бутановой фракции. Реакция проводилась в кварцевом реакторе при атмосферном давлении, состав сырья: пропан-79% масс, бутаны – 15% масс, пропилен – 3% масс, этан – 3% масс.

Показано, что наиболее активным и селективным является катали затор ZSM-5 с кремнеземным модулем равным 36, совместно промотиро ванный цинком и хромом и не содержащий связующего – оксида алюми ния (рисунок 1). Найдены оптимальные условия ароматизации ПБФ на данном катализаторе: атмосферное давление, скорость подачи сырья 180-210 ч -1, температура 590-610С, обеспечивающие конверсию пропан-бутановой фракции 94%, селективность по продуктам ароматизации 47%. С исполь зованием методов ГЖХ, хромато-масс-спектроскопии и хромато-ИК Фурье спектроскопии установлено, что жидкие продукты реакции пре имущественно состоят из бензол-толуол-ксилольной фракции.

100 60 Конверсия ПБФ 50 Селективность по аренам Выход по аренам Cr-ZSM-5 со Zn-ZSM-5 со Zn-Cr-ZSM-5 со Zn-Cr-ZSM-5 без связующим связующим связующим связующего Рисунок 1 - Влияние природы промоторов цеолита и наличия связующего на ре зультаты ароматизации пропан-бутановой фракции (W= 180-210 ч -1, t= 590-610 0С) Катализаторы демонстрируют воспроизводимые активность и селектив ность после процедуры окислительной регенерации. Исследования поддержаны ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. и ОАО «Газпром».

Список использованной литературы:

Дедов А.Г., Локтев А.С., Кунашев Л.Х., Карташева М.Н., Богаты 1.

рев В.С., Моисеев И.И. Аддитивное влияние оксидов хрома и цинка на активность цеолита марки НЦВМ в ароматизации пропан-бутановой фракции. // Химическая технология. 2002. №.8. С. 15- 19.

Дедов А.Г., Локтев А.С., Харланов А.Н., Карташев И.Ю., Удаль 2.

цов Д.А., Моисеев И.И. Активные центры цеолита НЦВМ, промотирован ного оксидами цинка и хрома. // Ж. Физ. Химии. 2004. Т. 78. № 11. С.

1980- 1985.

Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады ПОЛУЧЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОЛИМЕРОВ В КАЧЕСТВЕ ТЕМПЛАТА Мартаков И. С., Кривошапкина Е. Ф.

Институт химии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, Россия Аспирант Студент I курса.

gmartakov@gmail.com Научный руководитель: Кривошапкин П. В.

В химической технологии волокна и волокнистые материалы имеют большое значение. Керамические волокна представляют особый интерес на современном этапе развития химической технологии, так как их ис пользование позволяет создавать материалы нового поколения – легкие, прочные, износоустойчивые, для применения при повышенных темпера турах и в агрессивных средах. Использование волокон на основе оксида алюминия позволяет сделать их более применяемыми и дешевыми. Оксид алюминия является одним из перспективных оксидов в промышленном производстве волокон, поэтому актуально проведение исследований по разработке физико-химических и технологических принципов получения волокон на его основе.

Одним из способов получения керамических волокон является ме тод пропитки промышленно производимых волокон золями оксидов ме таллов или растворами их солей и последующим выжиганием органиче ского компонента.

Волокна, полученные методом пропитки, отличаются высокой ре акционной активностью при адсорбционном взаимодействии с газовыми и жидкими средами, сочетающейся с химической инертностью, что позволя ет использовать их в качестве носителей катализаторов, фильтрующих сред, средств капиллярного транспорта, агрессивных сред, теплоизолиру ющих засыпок и слоев. Кроме того, они характеризуются высокой дис персностью и монофракционным составом тугоплавкого оксида, что дела ет их весьма перспективным компонентом для создания высокопрочных керамик. В целом, такие волокна вследствие их многообразия, активности и огнеупорности в сочетании с различными связующими служат основой для получения разнообразных композиционных материалов как с улуч шенными, так и с особыми свойствами конструкционного и функциональ ного назначения.

Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады Золи гидратированного оксида алюминия получали по классической методике путем гидролиза хлорида алюминия раствором аммиака. Опре деляли основные характеристики золей, такие как кинематическая вяз кость, pH, плотность, размер частиц. Затем проводили пропитку хлопковой целлюлозы и мерсеризированной хлопковой целлюлозы золем. Мерсери зированную хлопковую целлюлозу получали по стандартной методике мерсеризации. Для образцов целлюлоз определяли степень кристаллично сти, степень полимеризации. Исходя из данных дифференциальной скани рующей калориметрии, подбирали оптимальный режим обжига в муфель ной печи с изотермическими выдержками при наблюдающихся тепловых эффектах.

Обожженные образцы анализировали с помощью рентгенофазового анализа и сканирующей электронной микроскопии. Результаты приведены на рисунках 1 и 2.

Рисунок 1 –Микрофотографии оксида алюминия, полученного про питкой хлопковой целлюлозы Рисунок 2 – Микрофотографии оксида алюминия, полученного про питкой мерсеризированной хлопковой целлюлозы Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады В результате проделанной работы были получены керамические во локна оксида алюминия, изучены их основные свойства, морфология, вли яние структуры темплата на полученную керамику.

Работа выполнена при финансовой поддержке инициативного про екта фундаментальных исследований, выполняемых в УрО РАН № 12–У– 3–.

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ОБРАЗОВАНИЯ ВЫСОКОПОРИСТОГО НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ОКСИДА ЦЕРИЯ(IV) ПРИ ТЕРМИЧЕСКОМ РАЗЛОЖЕНИИ ДЕКАГИДРАТА ОКСАЛАТА ЦЕРИЯ (III) Масленников Д. В., Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия Студент V курса.

Daniel@solid.nsc.ru Научный руководитель: Матвиенко А.А.

Термическое разложение твердых веществ - один из традиционных методов препаративной химии твердого тела для получения наночастиц металлов и их оксидов. В отличие от других методов получения нанораз мерных частиц, приводящих к образованию отдельных частиц или их аг регатов, в методе термического разложения твердый продукт обычно об разуется в виде псевдоморфозы – пористого компактного образования, состоящего из частиц продукта реакции и сохраняющего геометрические размеры и форму исходной частицы предшественника. В настоящее время нанопористые материалы широко используются для адсорбции, катализа, разделения веществ. Пористая структура, а именно, объём пор и распреде ление пор по размерам имеют огромное значение и определяют область применения материала.

Для контроля свойств псевдоморфозы (пористость, размер и форма частиц) необходимо понимать механизм её образования. Однако, несмотря на активное практическое использование реакций термического разложе ния, механизм образования псевдоморфозы мало изучен. В настоящее время практически отсутствуют подходы, позволяющие предсказывать параметры псевдоморфозы и влияние условий реакции на эти параметры.

Цель данной работы – исследование строения и механизма образования псевдоморфозы оксида церия(IV), полученной в результате термического разложения декагидрата оксалата церия. В работе использовались следу Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады ющие методы исследования: оптическая микроскопия, сканирующая элек тронная микроскопия, термогравиметрия, адсорбционные методы, порош ковая дифрактометрия. Было показано, что в результате термолиза данного соединения образуется псевдоморфоза с пористостью 35-40%, состоящая из наночастиц диоксида церия. Процесс термического разложения Ce2(C2O4)310H2O протекает в 2 стадии: дегидратация и окислительный термолиз маловодного оксалата церия. Было проведено подробное иссле дование каждой стадии реакции.

В результате дегидратации в вакууме при 100C образуется рентгено аморфный оксалат церия, не имеющий пористости. Дегидратация прекур сора в условиях повышенного давления паров воды, при температуре 175С приводит к диспергированию кристаллов и образованию кристалли ческого продукта. В данном случае псевдоморфоза не сохраняется. После дующее окисление на воздухе при 250C даёт кристаллический пористый продукт – нанодисперсный диоксид церия. Проведено исследование дви жения реакционного фронта при окислительном термолизе оксалата церия.

Показано, что фронт реакции движется с линейной скоростью. Скорости окисления продуктов дегидратации, полученных при различных условиях, значительно различаются. Таким образом, меняя условия дегидратации, можно влиять на кинетику и морфологию конечного продукта.

Удельная поверхность конечного продукта, измеренная по методу БЭТ, составляет 140 м2/г. Величины размера частиц СeO2, полученные из дан ных ПЭМ и рассчитанные из уширения линий на порошковых рентгено граммах имеют близкие значения, около 5 нм. Значение параметра решёт ки составляет 0,54266 нм, что заметно больше, чем у крупнокристалличе ского образца. Этот результат согласуется с литературными данными по зависимости параметра кристаллической решётки CeO2 от размера частиц.

Рис.1. CeO2, образующийся в виде псевдоморфозы (а). По данным ПЭМ псевдоморфоза состоит из разориентированных частиц, имеющих размер около 5 нм (б).

Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады АНОДНОЕ ПОЛУЧЕНИЕ ТЕРМОРАСШИРЯЮЩИХСЯ СОЕДИНЕНИЙ ГРАФИТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НИТРАТСОДЕРЖАЩИХ ТРАВИЛЬНЫХ РАСТВОРОВ Медведева М. В., Забудьков С.Л., Афонина А.В.

Энгельский технологический институт (филиал) Саратовского государственного технического университета им. Гагарина Ю.А., Энгельс, Россия Студент V курса.

mari19101991@yandex.ru Терморасширеный графит (ТРГ) представляет собой пеноподобную структуру, полученную быстрым нагревом соединений внедрения графита (СВГ). В настоящее время существует химический и электрохимический способы получения СВГ.

Традиционно, химический способ получения СВГ заключается в окислении дисперсного графита в концентрированных кислотах (H2SO4, HNO3) в присутствии сильных окислителей, и требует достаточно высокой чистоты раствора.

Электрохимический синтез основан на анодной обработке дисперс ного графита в растворах H2SO4 или HNO3. Он позволяет получать ТРГ с низкой насыпной плотностью, используя при этом широкий диапазон кон центраций серной или азотной кислоты. Кроме этого, электрохимический способ не требует высокой чистоты электролита, поэтому для получения СВГ можно использовать растворы, содержащие соответствующие анионы (NO3-, HSO4-), например отходы гальванических производств. Нами был выбран отработанный раствор травления печатных плат, содержащий HNO3 (63%) и катионы металлов (Cu2+, Ni2+ и др.) Все измерения и потенциостатический синтез проводились в трехэлектродной ячейке, противоэлектродом служила платина, а в каче стве электрода сравнения использовался хлорсеребряный электрод. Образ цы подвергались гидролизу и сушке, до постоянного веса. Термообработка проводилась при 9000С в течение 5 секунд. Насыпную плотность ТРГ определяли по стандартной методике ВНИИЭИ (ОСТ 16-0689.031-74).

Согласно потенциодинамическим исследованиям на платине и на графите, подпрессованного к платиновому токоотводу, в травильном рас творе, регистрируется размытый пик тока, который соответствует процес су интеркалирования графитовой матрицы. При смещении потенциалов в более положительную область (1,8 1,9 В), как и на платиновом электроде, регистрируется процесс выделения кислорода. Проведенные эксперимен Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады ты указывают на образование СВГ в той же области потенциалов, что и в чистой азотной кислоте.

В связи с высокой концентрацией азотной кислоты в травильном растворе, основным катодным процессом является восстановление моле кул HNO3 c выделением ряда токсичных газов. Разбавление травильного раствора в два раза позволяет избежать образование токсичных продуктов, на катоде при этом выделяется медь и водород.

Таблица.

Результаты потенциостатического анодного синтеза терморасширяющихся соединений графита в нитратсодержащих электролитах (Qуд =200 мА·ч/г, тер мообработка при 9000С).

dтрг, г/дм Электролит Еа,В t, мин Q,мА·ч/г стоки ( 63% HNO3) 1,8 175 200 1, 1,9 110 1, 2,0 91 1, стоки ( 36% HNO3) 1,8 146 200 1, 1,9 92 1, 2,0 87 1, 60% HNO3 2,1 90 195 2, Кинетика анодного интеркалирования графита в разбавленном травильном растворе, согласно потенциодинамике, практически не изменяется. Для двух травильных растворов были проведены потенциостатические синте зы, образцов СВГ при потенциалах внедрения, определенных по потен циодинамическим измерениям. Результаты эксперимента, с оценкой свойств синтезированных соединений, представлены в таблице. Скорость процесса внедрения, согласно значениям времени синтеза, сопоставима с кинетикой образования интеркалированных соединений в чистой азотной кислоте. Степень терморасширения полученных соединений, по результа там оценки dтрг выше, чем для классического нитрата графита.

Как и в чистой азотной кислоте, для исследуемых растворах про слеживаются две закономерности: 1) степень интеркалирования зависит от количества сообщаемой удельной ёмкости;

2) значение потенциала анод ной обработки влияет на соотношение скоростей объемной (процесс ин теркалирования) и поверхностных (выделение кислорода) реакций.

Таким образом, проведенные исследования показали принципиаль ную возможность использования травильных растворов для синтеза нит Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады ратсодержащих соединений внедрения графита, обеспечивающих пони женную насыпную плотность терморасширенного графита. Снижение концентрации азотной кислоты, за счет разбавления травильного раствора, позволяет избежать выделения токсичных оксидов азота на катоде, и со здает перспективы выделения меди с высокой степенью извлечения.

ИЗУЧЕНИЕ МОРФОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТИ ПОЛИМЕРНОГО НАНОКОМПОЗИТА С УЧАСТИЕМ НАНОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ Кудайберген Г. К.,. Жакина А.Х.

Институт органического синтеза и углехимии Республики Казахстан, Караганда, Казахстан Молодой учёный.

gulshahar90@mail.ru Научный руководитель: Аккулова З.Г.

Большие возможности для создания наноматериалов создает быстро развивающаяся полимерная нанотехнология, методы которой позволят получить новые более эффективные материалы для различных целей в сравнении с известными, полученными традиционными методами. Поли мерные материалы, включающие наночастицы металлов вызывают посто янно растущий интерес, как в части их формирования в наноструктуриро ванной полимерной матрице, так и их свойств.

Исследование связано процессом самоорганизации и изучением морфологии поверхности полимерного нанокомпозита на основе гумино вой кислоты в водных смесях желатины при введении ионов меди.

Гуминовые кислоты были получены из выветрелых углей Шу баркольского месторождения. Исследование процессов самоорганизации полимерных нанокомпозиций и изучение свойств полученных продуктов проведено методами капиллярной вискозиметрии, потенциометрии, кон дуктометрии, фотометрии, ИК- и УФ-спектроскопии, атомно адсорбционной спектроскопии, растровой электронной микроскопии и дериватографии.

Протекание процессов самоорганизации полимерного нанокомпози та доказано снижением содержания кислотных групп, повышением приве денных вязкостей растворов и повышением прочностных характеристик получаемых продуктов во времени.

Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады Как известно, макромолекулы гуминовых кислот содержат большое число функциональных групп. По данным исследования образцов метода ми потенциометрии, кондуктометрии и ИК-спектроскопии предположено, что формирование наноколлоидов желатины с гуминовой кислотой и стабилизация полученных полимерных комплексов осуществляется совокупным действием гидрофобных и водородных взаимодействий между функциональными группами макромолекул желатины и гуминовой кислоты.

Гуминовые кислоты - вещества амфифильной природы. В смешан ных системах гуминовые кислоты с желатином образует однородные не расслаивающиеся со временем поликомплексы, что подтверждается мето дом растровой электронной микроскопии. Гуминовые кислоты, введенные в гелеобразующие полимеры равномерно распределяются в ячейках трех мерной структуры желатина и находятся в наносостоянии, что подтвер ждается данными растрового микроскопа. Изотропность смеси на микро фотографиях свидетельствует о равномерном распределении в массе жела тина наночастиц гуминовой кислоты. Не видна сеточная структура жела тина, в ячейках которого в диспергированном состоянии находится гуми новая кислота. Изменение морфологии поверхности поликомплекса отра жается при введении ионов меди. После ведения в желатин-гуматный комплекс ионов меди образуются гуматы меди в ячейках желатиновой сетки и морфология поверхности резко меняется. Четко видна сеточная структура желатина, в ячейках которой, по-видимому, располагаются гу маты меди. Полости ячеек в 10-12 микрон характерны для желатина. На основании данных метода РЭМ предположено образование в процессе самоорганизации смесей гуматов с полимерами наноструктурных поли мерных композитов и изменение морфологии поверхности нанополимер металлического композита.

Таким образом, формирование новых материалов в виде композитов с участием нанометаллических частиц позволят существенно улучшить функ циональные свойства практически ценных материалов.

Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады ХИМИЧЕСКИЙ АСПЕКТ СИНТЕЗА КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЙЗАМЕЩЕННОГО ГИДРОКСИАПАТИТА Ле В., Доан Ван Дат Белгородский государственный национальный исследовательский университет НИУ БелГУ, Белгород, Россия Аспирант Студент I курса.

thuansphoa27@mail.ru Научный руководитель: Трубицын М.А., Габрук Н.А.

В последние годы в медицинской практике с целью замены, восста новления или реставрации поврежденных костей и суставов в качестве биосовместимых имплантатов весьма эффективно используются кальций фосфатные материалы. Одним из наиболее востребованных костнопласти ческих синтетических материалов кальций-фосфатного состава разрабо танных в течение последних 30-40 лет является гидроксиапатит (ГАП, Ca10(PO4)6(OH)2), который можно считать кристаллохимическим аналогом минеральной составляющей тканей скелета животных и людей, который успешно служит базовым компонентом синтетических материалов для ортопедии и стоматологии. Однако последние результаты клинической апробации препаратов медицинского назначения, приготовленных с ис пользованием ГАП показывают, что такой материал, наряду с явными преимуществами обладает рядом недостатков: недостаточной скоростью биорезорбции in vivo, слабым стимулирующим воздействием на рост но вой костной ткани. Перспективным направлением повышения резорбиру емости и остеоиндукции кальций-фосфатных материалов является хими ческое модифицирование гидроксиапатита, прежде всего, путем получе ния наноразмерного кремнийзамещенного гидроксиапатита. Установлено, что гидроксилапатит, модифицированный силикат-анионами, способству ет улучшенной пролиферации остеобластов и росту внеклеточного мат рикса, ускоренной минерализации костной ткани. Кремнийзамещенные гидроксиапатиты (Si-ГАП) чаще всего описываются формулой - Ca10(PO4)6 x(SiO4)x(OH)2-x, где x – коэффициент или степень замещения кремния.

Целью нашей работы является разработка способа получения нано кристаллического кремнийзамещенного гидроксиапатита без присутствия посторонних фаз с высокой резорбируемостью.

Для получения продукта, обладающего заданными свойствами, основ ные операции процесса получения Si-ГАП методом осаждения из водного раствора реагентов при pH не менее 9 осуществляют по известному из Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады прототипа способу, т.е.: приготовление раствора гидроксида кальция, до бавление расчетного количества тетраэтоксисилана (ТЭОС), добавление в полученную композицию гидроксид кальция/ ТЭОС необходимого объема 10-20%-го раствора ортофосфорной кислоты исходя из молярного отно шения Ca/P в диапазоне от 2,05 до 2,55, отстаивание для завершения про цесса фазообразования, выделение осадка, высушивание и термообработка осадка. Новым в заявляемом способе является то, что для обеспечения по лучения однофазного продукта со степенью замещения кремнием х = 0 - при молярном отношении Ca/(P + Si) = 1,67 синтез ведут с использовани ем 0,08 – 0,16%-ного водного раствора гидроксида кальция путем прили вания 10-20%-ного раствора ортофосфорной кислоты со скоростью 0,2 – 0,8 мл/мин на литр водного раствора композиции гидроксида кальция и тетраэтоксисилана. Структуру поверхности и свойства полученного Si ГАП исследовали с помощью комплексных физико-химических методов:

ИК-спекстроскопии, БЭТ, просвечивающей электронной микроскопии, рентгенофазового анализа.

Таблица 1. Физико-химические характеристики образцов Si-ГАП Содержание Si Размер кри- Криста- Удельная поверх x в образце, % ность, м2/г сталлов, нм лличность, % 0,0 0,00 65,51 91,00 27, 0,5 1,40 19,29 92,49 59, 1,0 2,85 12,78 90,25 65, 1,5 4,31 11,37 85,39 108, 2,0 5,81 11,68 88,43 122, Установлено, что полученные образцы Si-ГАП являются однофазными и размер частиц находится в интервале от 11 до 20 нм (табл. 1). Внедрение силикат-ионов в структуру ГАП вызывает уменьшение размера его кристал лов почти в 3 раза и эта величина уменьшается при увеличении степени замещения кремния. Среди синтезированных образцов Si-ГАП, самым большим по кристалличности и размеру кристаллов является Si-ГАП при х = 0,5, а самым маленьким – при х = 2,0. Образцы Si-ГАП имеют более раз витую удельную поверхность по сравнению с ГАП. С повышением содер жания кремня удельная поверхность увеличивается. Кроме того, результаты исследования по резорбируемости показали, что присутствие силикат-ионов в составе ГАП приводит к увеличению его резорбируемости, что чем выше содержание кремния в образцах, тем выше резорбируемость.

Таким образом, разработан метод синтеза однофазного наноразмерно го Si-ГАП с высокой резорбируемосью.

Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады ЭЛЕКТРОДЫ ПСЕВДОКОНДЕНСАТОРОВ НА ОСНОВЕ НАНОСЛОЕВ ГИДРАТИРОВАННЫХ ОКСИДОВ LA И MN (IV), СИНТЕЗИРОВАННЫХ МЕТОДОМ ИОННОГО НАСЛАИВАНИЯ Лобинский А. А., Кодинцев И.А.

Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия Студент V курса.

lobinsky.a@gmail.com Научный руководитель: Толстой В.П.

К суперконденсаторам, как известно, относят электрохимические устройства, в которых заряд запасается в пределах двойного ионного слоя на границе раздела электрод – электролит и далее при разряде переходит во внешнюю цепь нагрузки. Особое место среди суперконденсаторов за нимают, так называемые псевдоконденсаторы емкость которых обуслов лена не только электростатическими процессами, но и быстрыми фараде евскими реакциями с переносом заряда. Эффект псевдоемкости обуслов ливается электросорбцией атомов водорода или металлов, окислительно восстановительными реакциями или наличием электроактивных компо нентов и в существенной степени зависит от химического сродства мате риала электрода к ионам, адсорбирующимся на поверхности.

Большие возможности для получения новых материалов для электро дов псевдоконденсаторов открывают методики послойного синтеза, в частности методики ионного (ИН) или ионно-коллоидного наслаивания.

Их отличительной особенностью является возможность синтеза слоев на поверхности подложек сложной формы и сравнительно большой удельной поверхности.

В настоящей работе был выполнен синтез методом ионного наслаи вания на поверхности пористого никеля нанослоёв гидратированных окси дов La и Mn (IV) и определена ёмкость псевдоконденсаторов с электрода ми на основе синтезированных слоёв. Из результатов исследования следу ет, что с увеличением числа циклов ИН емкость псевдоконденсаторов воз растает, и для образца, полученного в результате 100 циклов ИН достигает 150 Ф/г.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 12-03-00805-а.

Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады Рис. 1. Кривые заряд-разряд электрохимической ячейки с Ni электродами на поверхности которых методом ИН синтезированы, после 60 циклов ИН (1) и 90 циклов ИН (2), слои оксидов La и Mn (IV). Электролит – 0,1 рас твор KOH.

КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПАЛЛАДИЙСОДЕРЖАЩИХ НАНОЧАСТИЦ В ГИДРИРОВАНИИ АРОМАТИЧЕСКИХ НИТРОГАЛОГЕНСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ Максимовских А. И., Корякова О. В., Валова М. С.

Уральский Федеральный Университет имени первого президента России Б. Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия Студент V курса.

Ray.2056@mail.ru Научный руководитель: Федорова О. В.

В последние годы внимание исследователей привлекает возможность использования наноразмерных оксидов металлов в процессах катализа или сорбции. Поскольку у наноразмерных материалов большая удельная поверхность и высокая доля поверхностных атомов, то поверхностные эффекты проявляются ярче.

С другой стороны, макроциклические полиэфиры активно изучаются химиками, физикохимиками, аналитиками, биологами и технологами. В основе большинства технических применений макроциклов лежит их главное и уникальное свойство – способность избирательно захватывать строго определенные ионы в соответствии с размером полости краун кольца.

Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады Объединения преимуществ наноразмерных оксидов и краун соединений можно достичь при нанесении краун-эфиров на поверхность нанооксида. Полученные композиты могут представить, в перспективе, и практический интерес, например, в качестве сорбентов катионов металлов.

В ходе данной работы исследовались сорбционные свойства краун эфиров, а также их композитов с наноразмерными оксидами металлов, полученными в процессе золь-гель синтеза.

В ИК спектрах композитов краун-эфиров на основе смешанных наноразмерных оксидов кремния и титана и при высоком содержании оксида титана наблюдается перераспределение интенсивностей полос, относящихся к деформационным колебаниям группы С-О-С. Остальные полосы поглощения краун-эфиров маскируются полосами поглощения Si O-Si. По данным элементного анализа содержание краун-эфира в композите составляет около 20%.

Изучены сорбционные свойства новых композитов в отношении ряда редкоземельных и щелочноземельных металлов. При переходе от краун эфиров к их композитам на основе наноразмерных оксидов отмечено изменение селективности сорбции и увеличение коэффициентов распределения для катионов бария и лантаноидов иттриевой подгруппы, что связано с изменением конформации макроцикла в композите.

Наибольшие коэффициенты распределения зафиксированы для катионов иттербия и бария. По сравнению, с исходными краун-эфирами, композит на основе дибензо-18-краун-6 лучше сорбирует барий, чем стронций, следовательно, появляется возможность отделить примеси бария от стронция в продуктах ядерных реакций.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант 12-03-90039-Бел_a);

Президиума УрО РАН (проект 12-P-3-1030) а также государственной программы поддержки ведущих научных школ (грант НШ 5505.2012.3.) Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НАНОЧАСТИЦ МЕДИ, СЕРЕБРА И ЗОЛОТА, СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ ГИПЕРРАЗВЕТВЛЕННЫМИ ПОЛИЭФИРОПОЛИОЛАМИ Медведева О. И., Гатаулина А.Р., Кутырева М.П., Улахович Н.А.

Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия Студент V курса.

olga-medvedeva28@yandex.ru Научный руководитель: Кутырева М.П.

В настоящее время в химии интенсивно развивается направление, связанное с синтезом соединений, обладающих сверхразветвленной био подобной структурой и комплексом заданных практически полезных свойств. Пористые наночастицы, которые состоят из элементов, входящих в состав живых организмов, обычно не вызывают аллергических реакций, они потенциально могут быть расщеплены в организме и выведены из не го. Установлено, что наночастицы меди, серебра и золота обладают актив ностью против 650 видов вредных микроорганизмов. Однако, основной проблемой разработки новых биоцидных препаратов на основе наночастиц металлов является предотвращение их агрегирования и потерь целевых свойств в открытой системе. Поэтому ведется постоянный поиск стабили заторов металлических наночастиц.

В настоящей работе предлагается метод синтеза наночастиц меди, серебра и золота, стабилизированных гиперразветвленными полиэфиропо лиолами (ГРПО) различных генераций. Выбор гиперразветвленных поли эфирополиолов обусловлен их низкой токсичностью и способностью к биодеградации. Для получения полимер-стабилизированных НРЧ меди, серебра и золота использовали метод химического восстановления соли металла в среде полимера.

В синтезе наночастиц меди в избытке полимера использовали со отношения полимер:соль = 20:1, 10:1 и 5:1. Пик плазмонного резонанса НЧМ наблюдается при 586 нм, он имеет большую интенсивность при со отношениях полимер:соль = 10:1 для наночастиц, стабилизированных ГРПО второй и третьей генерации и при соотношении = 5:1 для четвертой генерации полимера.

Были проведены синтезы наночастиц меди в недостатке полимера при соотношении полимер:соль = 1:5, 1:10, 1:15, 1:20 и 1:34. В качестве стабилизатора выступал ГРПО третьей генерации. Пик плазмонного резо нанса для наночастиц меди наблюдается при 576 нм соответствующий Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады соотношениям = 1:20 и 1:34 и при 602 нм для соотношений = 1:5, 1:10 и 1:15. На дифрактограммах образцов, синтезированных при соотношениях 1:5 и 1:10 наблюдаются четкие интенсивные сигналы при углах, равных 43.60, 50.80 и 74.45, соответствующие металлической меди. На дифрак тограммах соотношений 1:15 и 1:20 кроме сигналов металлической меди присутствуют сигналы, соответствующие оксидам меди Сu2O и CuO при углах, равных 36.800, 62.700 и 38.550, 53.350.

Двумя методиками в избытке и недостатке полимера были синте зированы наночастицы серебра, стабилизированные ГРПО третьей генера ции. При синтезе наночастиц серебра при соотношении полимер:соль = 20:1 стабилизация наночастиц происходит через 10 минут. Полученные наночастицы серебра имеют желто-коричневый цвет. При недостатке по лимера образуется коллоидно-устойчивый раствор наночастиц серебра серо-желтого цвета, стабилизация происходит через сутки. Пик плазмон ного резонанса для наночастиц серебра наблюдается при 417 нм. Наноча стицы золота, полученные в избытке полимера, представляют коллоидно устойчивый раствор сине-фиолетового цвета. Для наночастиц золота со временем происходит смещение пика плазмонного резонанса от 557 нм до 583 нм.

Биологическая активность синтезированных наночастиц оценена на протеиназе Candida albicans, которая являются одной из наиболее опас ных и патогенно активных субстанций. Установлено, что биологической активностью обладают все типы частиц, оказывая влияние на каталитиче скую активность протеиназы Candida albicans.

Дискодиффузионным методом установлено, что синтезированные наночастицы меди, серебра и золота обладают выраженным фунгицидным действием к грибам рода Aspergillus и Pennicillum.

Так как все синтезированные наночастицы обладают выраженной фунгицидной и фунгистатической активностью они могут быть использо ваны для разработки новых антимикотических препаратов на их основе.

Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады ВЛИЯНИЕ РН СИНТЕЗА НА ПРОЦЕССЫ АГРЕГАЦИИ ЧАСТИЦ ОКСИГИДРАТА ИТТРИЯ Мнякина А. В., Кацубо Е.А., Кривцов И.В.

Национальный исследовательский Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия Студент V курса.

mnyakina_90@mail.ru Научный руководитель: Авдин В.В.

Методом медленного гидролиза водных растворов нитратат ит трия водными растворами аммиаки и едкого натрия синтезированы образ цы оксигидрата иттрия при разных рН синтеза.

Методами динамического рассеяния света и сканирующей элек тронной микроскопии исследованы процессы структурообразования окси гидратов иттрия. Значения рН синтеза образцов (8 – 10,5 шаг 0,5 ед. рН) охватывают диапазон ниже и выше рН точки нулевого заряда (рНтнз) гид роксида иттрия, равного 9,2–9,3 ед. рН. Образцы отмывали дистиллиро ванной водой до отсутствия в промывных водах противоионов, сушили до сыпучего состояния на воздухе, выдерживали под вакуумом при темпера туре 30С до постоянной массы, затем хранили над плавленым хлоридом кальция при комнатной температуре. Для всех синтезированных образцов определили сорбционную ёмкость по ионам иттрия (III).

На СЭМ-изображениях видно, что образцы, полученные при рН pHтнз состоят из пластинчатых частиц, отделённых друг от друга.

Последнее обстоятельство связано с высоким положительным зарядом поверхности частиц. В образцах, синтезированных при рН pHтнз части цы в значительной степени агрегированы. Анализ СЭМ-изображений по казывает, что с ростом рН синтеза агрегация частиц увеличивается.

Динамическое светорассеяние при рН, незначительно превышаю щих рН начала осаждения, фиксирует унимодальную кривую распределе ния с узким максимумом около 500 нм. При рН, близких к рНтнз, распре деление становится бимодальным с максимумами около 300 и 2000 нм, которые, вероятно, соответствуют геометрическим размерам пластинча тых частиц. Положительный заряд поверхности в этих условиях уменьша ется и сорбируемость ионов иттрия возрастает. После перехода через рНтнз кривая распределения становится тримодальной с максимумами около 40, 400 и 2500 нм. Так как поверхность частиц при рНтнз становится незаряженной, протекает интенсивная агрегация и максимум, соответ Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады ствующий размерам 40 нм, вероятно, соответствует толщине частиц. По сле рНтнз поверхность приобретает отрицательный заряд и адсорбция ка тионов иттрия резко возрастает. С дальнейшим ростом рН увеличивается агрегация частиц, что уменьшает доступность сорбционных центров и снижает сорбируемость ионов иттрия. Оксигидраты иттрия, полученные при использовании в качестве гидролитического агента аммиака, обладают большей сорбционной ёмкостью, чем образцы, синтезированные с помо щью едкого натра. В последних, полученных при рН рНтнз, частицы находятся в агрегированном состоянии.

Таким образом, гидролиз водного раствора нитрата иттрия, прове дённый с помощью раствора аммиака до рН, меньших рНтнз, приводит к формированию отделённых друг от друга пластинчатых частиц, толщина которых менее 5 нм. Такие частицы перспективны для получения нано размерных материалов на основе оксида и гидроксида иттрия.

СИНТЕЗ НАНОРАЗМЕРНОГО ДИОКСИДА ВАНАДИЯ, ЛЕГИРОВАННОГО ХРОМОМ И ЖЕЛЕЗОМ НА ПОВЕРХНОСТИ КРЕМНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ Назаров Д. В., Осмоловская О.М., Смирнов В.М., Мурин И.В.

Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия Студент VI курса.

dennazar1@yandex.ru Научный руководитель: Осмоловская О.М.

Диоксид ванадия, обладающий фазовым переходом типа полупро водник–металл (ФППМ), привлекает большой научный и практический интерес. Научный интерес связан в первую очередь с тем, что природа инициирующего фазовый переход фактора до конца не выяснена, кроме того, на характеристики ФППМ оказывают влияние большое число факто ров, таких как морфология структуры, ее мерность, стехиометричность, наличие легирующих добавок и т.п. Известные к настоящему моменту экспериментальные данные об изменении электрических и оптических свойств при ФППМ открывают широкие перспективы использования этого оксида в практических целях. Диоксид ванадия уже нашел свое примене Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады ние в устройствах для регистрации и записи голограмм, в устройствах ин дикации и автоматики контроля;

в настоящее время активно изучаются другие перспективные области его использования, в том числе наноэлек троника.

Проведенное нами ранее исследование магнитных и электриче ских свойств наноразмерного диоксида ванадия продемонстрировало зна чительное влияние размерного эффекта на характеристики фазового пере хода. При переходе к нанообъектам температура фазового перехода сни жалась с 340 К (массивный диоксид ванадия) до 140 К (нанопленки VO2).

Известно, что легирование VO2 ионами 3d-элементов также является од ним из наиболее эффективных способов воздействия на характеристики ФППМ. Однако, информация о совместном действии этих двух факторов (размерный эффект и легирование) в литературе практически отсутствует.

В связи с этим, целью данной работы являлось изучение синергетического эффекта при легировании наноразмерного VO2.

Для синтеза наноразмерного диоксида ванадия, легированного хромом и железом, был выбран метод молекулярного наслаивания (МН), позволяющий прецизионно получать материал с изначально заданными характеристиками (толщина слоев, их структура, концентрация и распре деление легирующего элемента) за счет контролирования состава и строе ния получаемых наноструктур непосредственно в ходе синтеза. В качестве матрицы использовался монокристаллический кремний с ориентацией 100.

Были синтезированы образцы наноразмерного диоксида ванадия с различ ным содержанием и объемным распределением легирующего элемента.

Морфология поверхности была исследована методами атомно силовой (Solver P47 Pro) и сканирующей электронной микроскопии (Zeiss Supra 40VP). Было обнаружено, что поверхность образцов после макси мального числа циклов МН (последовательность: 10 обработок VCl4, обработки CrO2Cl2 (или FeCl3) и 10 обработок VCl4), характеризуется наличием трехмерных самоорганизованных наноструктур. Остальные об разцы представляют собой нанопленки, их поверхность характеризуется небольшой шероховатостью.

Образцы также были охарактеризованы методами фотометрии и магнетохимического анализа. Полученные данные продемонстрировали наличие во всех образцах ионов V4+ и V5+, а также Cr4+ и Fe3+ в структурах с соответствующим строением. Также было зафиксировано наличие об менных взаимодействий антиферромагнитного характера, сила которых зависит от природы легирующего элемента.

На температурных зависимостях обратной величины парамагнит ной составляющей магнитной восприимчивости наблюдается две области:

увеличения 1/пара с ростом температуры и практическое постоянство.

Секция 1. Нанохимия и наноматериалы. Стендовые доклады Наблюдаемый характер зависимости во второй области может быть обу словлен вкладом в восприимчивость температурно-независимого парамаг нетизма, характерного для делокализованных электронов в металлах. В связи с этим, данные об изменении магнитных характеристик с темпера турой, по нашему мнению, указывает на наличие ФППМ в образцах.

Результаты исследования электрических свойств образцов мето дами импедансной и емкостной спектроскопии находятся в хорошем со гласии с данными метода магнитной восприимчивости и подтверждают наличие ФППМ в температурном интервале 100-130 К. Обнаружено, что температура перехода в образцах, легированных хромом, линейно снижа ется при увеличении концентрации легирующего элемента, а объемное распределение легирующего элемента практически не влияет на характе ристики ФППМ. Для образцов, легированных железом, концентрация ле гирующего элемента также является главным фактором, определяющим температуру ФППМ, однако линейная зависимость в данном случае отсут ствует, что требует дальнейшего детального изучения.

Таким образом, полученные данные указывают на существова ние синергетического эффекта в магнитных и электрических свойствах диоксида ванадия, т.е. одновременного влияния на характеристики ФППМ размерного фактора и легирования, что приводит к значительному пони жению температуры перехода по сравнению с массивным веществом.

ИССЛЕДОВАНИЕ НАНОСТРУКТУРНОГО МЕДИЦИНСКОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ НИКЕЛИДА ТИТАНА Насакина Е. О., Севостьянов М.А., Заболотный В.Т.

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, Москва, Россия Аспирант Студент II курса.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.