Хімія, фізика та технологія поверхні, 2014, 5 (4), 386-395.

Нанопористі β-циклодекстринвмісні кремнеземи: синтез, будова та властивості



DOI: https://doi.org/10.15407/hftp05.04.386

L. A. Belyakova, D. Yu. Lyashenko, L. S. Dzyubenko, O. M. Shvets

Анотація


Синтезовано нанопористі β-циклодекстринвмісні кремнеземи, які різняться функціональними замісниками широкого краю прищеплених молекул циклічних олігосахаридів (спиртові, бромоацетильні, тіосемікарбазидоацетильні групи). Хімічний склад поверхневого шару органокремнеземів та їх сорбційні параметри визначено з використанням ІЧ-спектроскопії, ізотерм ад-десорбції азоту, елементного, хімічного і термогравіметричного аналізу. Встановлено діапазони термічної та хімічної стійкості синтезованих β-циклодекстринвмісних кремнеземів; запропоновано метод регенерації органокремнеземів. Розраховано енергії активації видалення води з внутрішніх порожнин β-циклодекстринів і з поверхні функціональних органокремнеземів. Визначено коефіцієнти розподілу і селективності сорбції катіонів ртуті(II), міді(II), свинцю(II), кадмію(II) та цинку(II).

Ключові слова


кремнезем; β-циклодекстрин; хімічна іммобілізація; сорбція; нітрати важких металів; ІЧ спектроскопія; термогравіметрія; регенерація

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


1. State sanitary rules and norms intended for human consumption. Ofits. Visn. Ukraine. 2010. 51. [in Ukrainian].

2. Iler R.K. The Chemistry of Silica: Solubility, Polymerization, Colloid and Surface Properties and Biochemistry of Silica. (New York: Wiley-Interscience, 1979).

3. Tertykh V.A., Belyakova L.A. Chemical Reactions Involving Silica Surface. (Kiev: Naukova Dumka, 1991). [in Russian].

4. Vansant E.F., Van der Voort P., Vrancken K.C. Characterization and Chemical Modification on the Silica Surface. (Amsterdam: Elsevier, 1995).

5. Piloyan G.O., Ryabchikov J.D., Novikova O.S. Determination of activation energies of chemical reactions by differential thermal analysis. Nature. 1966. 212: 1229.  https://doi.org/10.1038/2121229a0

6. Helfferich F.G. Ion Exchange. (New York: McGraw-Hill, 1962).

7. Marhol M. Ion Exchangers in Analytical Chemistry. Their Properties and Use in Inorganic Chemistry. (Prague: Academia, 1982).

8. Belyakova L.A., Lyashenko D.Yu., Shvets A.N. Sorption of Cd(II) from multicomponent nitrate solutions by functional organosilicas. J. Water Chem. Technol. 2014. 36(2): 56.  https://doi.org/10.3103/S1063455X14020027

9. Belyakova L.A., Kazdobin K.A., Belyakov V.N., Ryabovc S.V., de Namor A.F.D. Synthesis and properties of supramo-lecular systems based on silica. J. Colloid Interface Sci. 2005. 283(2): 488.  https://doi.org/10.1016/j.jcis.2004.09.012

10. Belyakova L.A., Lyashenko D.Yu., Varvarin A.M. Features of the interaction of silica with tosyl-β-cyclodextrin. Ukr. Chem. J. 2005. 71: 86. [in Russian].

11. Belyakova L.A., Lyashenko D.Yu. Zinc(II) sorption on nanoporous β-cyclodextrin-containing organosilicas. Him. Fiz. Tehnol. Poverhni. 2012. 3(3): 227. [in Russian].

12. Smith A.L. Applied Infrared Spectroscopy. (New York: John Wiley and Sons, 1979).

13. Bellamy L.J. Advances in Infrared Group Frequencies. (London: Methuen, 1968).

14. Szejtli J. Introduction and general overview of cyclodextrin chemistry. Chem. Rev. 1998. 98(5): 1743.  https://doi.org/10.1021/cr970022c

15. Hedges A.R. Industrial applications of cyclodextrins. Chem. Rev. 1998. 98(5): 2035.  https://doi.org/10.1021/cr970014w

16. Phan T.N.T., Bacquet M., Laureyns J., Morcellet M. New silica gels functionalized with 2-hydroxy-3-methacryloyloxypropyl-β-cyclodextrin using coating or grafting methods. Phys. Chem. Chem. Phys. 1999. 1: 5189.   https://doi.org/10.1039/a905713g

17. Gao Z.-W., Zhao X.-P. Guest-controlling effects on ER behaviors of β-cyclodextrin polymer. J. Colloid Interface Sci. 2005. 289(1): 56.  https://doi.org/10.1016/j.jcis.2005.03.027

18. Pearson R.G. Absolute electronegativity and hardness: application to inorganic chemistry. Inorg. Chem. 1988. 27(4): 734.  https://doi.org/10.1021/ic00277a030

19. Marcus Y., Kamlet M.J., Taft R.W. Linear solvation energy relationships. Standard molar Gibbs free energies and enthalpies of transfer of ions from water into nonaqueous solvents. J. Phys. Chem. 1988. 92(12): 3613.   https://doi.org/10.1021/j100323a057

20. Pearson R.G. The theory of soft and hard acids and bases. J. Chem. Educ. 1963. 45: 581.https://doi.org/10.1021/ed045p581   




DOI: https://doi.org/10.15407/hftp05.04.386

Copyright (©) 2014 L. A. Belyakova, D. Yu. Lyashenko, L. S. Dzyubenko, O. M. Shvets