Aggregative and Sedimentation Stability of Aqueous Suspension of Nanodiamonds in Presence of Fumed Silica

Authors

  • O. V. Goncharuk Chuiko Institute of Surface Chemistry of National Academy of Sciences of Ukraine
  • V. I. Zarko Chuiko Institute of Surface Chemistry of National Academy of Sciences of Ukraine
  • V. M. Bogatyrev Chuiko Institute of Surface Chemistry of National Academy of Sciences of Ukraine
  • K. Terpiłowski Maria Curie-Skłodowska University
  • E. Chibowski Maria Curie-Skłodowska University

Keywords:

nanodiamonds, fumed silica, aqueous suspensions, aggregative and sedimentation stability

Abstract

Sedimentation and aggregation stable aqueous dispersions of nano-dispersed particles with a narrow size distribution were obtained by joint sonication of nanodiamonds and nanosized silica in aqueous medium. The mechanism of self-organization of nanoparticles at the interface due to their interaction with the hydrophobic regions of the surface and formation of the stabilizing hydration shell around the hydrophilic regions of the nanoparticles surface has been suggested.

References

1. Новиков Н.В., Богатырева Г.П., Волошин М.Н. Детонационные алмазы в Украине // Физика твердого тела. – 2004. – Т. 46, № 4. – С. 585–590.

2. Долматов В.Ю. Детонационные наноалмазы: синтез, строение, свойства и применение // Успехи химии. – 2007. – Т. 76. № 4. – С. 375–397.

3. Маевский В.М., Моздор Е.В., Падалко В.И. ЭПР субмикро- и наноразмерных синтетических алмазов // Сверхтвердые материалы. – 2002. – № 6. – С. 43–50.

4. Долматов В.Ю. Современная промышленная технология получения детонационных наноалмазов (НА) и основные области их использования // Нанотехника. – 2008. – № 13. – С. 56–79.

5. Lux B., Haubner R., Holzer H., DeVries R.C. Natural and synthetic polycrystalline diamond, with emphasis on Ballas // Int. J. Refractory Metal. Hard Mater. – 1997. – V. 15. – P. 263–286.

6. Возняковский А.П. Тез. докл. Всероссийской научно-технической конференции «Ультрадисперсные порошки, материалы и наноструктуры». – Красноярск: КГТУ, 1996. – С. 25.

7. Кулакова И.И. Химия поверхности наноалмазов // Физика твердого тела. – 2004. – Т. 46, № 4. – С. 621–628.

8. Кулакова И.И. Модифицирование детонационного наноалмаза: влияние на физико-химические свойства // Рос. хим. журн. – 2004. – Т. 48, № 5. – С. 97–106.

9. Bogatyreva G.P., Voloshin M.N., Malogolovets V.G. et al. The effect of heat treatment on the surface condition of nanodiamond // J. Optoelectron. Adv. Mater. – 2000. – V. 2, N 5. – P. 469–473.

10. Сакович Г.В., Комаров В.Ф., Петров Е.А. Синтез, свойства, применение и производство наноразмерных синтетических алмазов. Часть 1. Синтез и свойства // Сверхтвердые материалы. – 2002. – № 3. – C. 3–18.

11. Чухаева С.И., Чебурина Л.А. Сорбционная активность наноалмазов по цезию // Сверхтвердые материалы. – 2000. – № 2. – С. 43–48.

12. Чиганова Г.А. Агрегирование частиц в гидрозолях ультрадисперсных алмазов // Коллоид. журн. – 2000. – Т. 2, № 2. – С. 272–277.

13. Морару В.Н., Овчаренко Ф.Д., Тоцкая Л.А. Устойчивость и электроповерхностные свойства водных дисперсий окисленного синтетического алмаза // Коллоид. журн. – 1991. – Т. 53, № 5. – С. 874–879.

14. Avdeev M.V., Rozhkova N.N., Aksenov V.L. et al. Aggregate structure in concentrated liquid dispersions of ultrananocrystalline diamond by small-angle neutron scattering // J. Phys. Chem. C. – 2009. – V. 113, N 22. – P. 9473–9479.

15. Larson P., Axén N., Eksrtöm T. et al. Wear of a new type of diamond composite // Int. J. Refractory Metals Hard Mater. – 1999. – V. 17. – P. 453–460.

16. Ibrahim A., Mohamed F.A., Laverna E.J. Particulate reinforced metal matrix composites – a review // J. Mater. Sci. – 1991. – V. 26, N 5. – P. 1137–1156.

17. Innovative Superhard Materials and Sustainable Coatings for Advanced Manufacturing / Ed. by Lee J., Novikov N. Netherlands: Springer Science & Business, 2005. – 475 p.

18. Нуштаева А.В., Вилкова Н.Г., Еланева С.И. Стабилизация пен и эмульсий нерастворимыми порошками. – Пенза: ПГУАС, 2011. – 130 c.

19. Айлер Р. Химия кремнезема / Пер. с англ. – Москва: Мир, 1982. – Ч. 1, 2. – 1127 с.

20. ГОСТ 14922-77. Аэросил. Технические условия. Москва: Изд-во стандартов, 1977.

21. Encyclopedia of Analytical Chemistry: Applications, Theory, and Instrumentation. Meyers R.A. (Ed.) – N.Y.: Wiley, 2000. – 14344 p.

22. Gun’ko V.M., Zarko V.I., Leboda R., Chibowski E. Aqueous suspension of fumed oxides: particle size distribution and zeta potential // Adv. Colloid Interface Sci. – 2001. – V. 91, N 1. – P. 1–112.

23. Chibowski E., Holysz L., Terpilowski K., Wiącek A.E. Influence of ionic surfactants and lecithin on stability of titanium dioxide in aqueous electrolyte solution // Croatica Chem. Acta. – 2007. – V. 80, N 3–4. – P. 395–403.

24. Wiśniewska M., Terpiłowski K., Zarko V.I. et al. Influence of solution pH on stability of fumed silica–polyacrylic acid systems,ХФТП. – 2010. – T. 1, № 3. – С. 269–273.

25. Кальве Э., Прат А. Микрокалориметрия. – Москва: Изд-во иностр. лит-ры, 1963. – 478 с.

26. Агранат Б.А. (ред). Ультразвуковая технология. – Москва: Металлургия, 1974. – 504 с.

27. Бреховских Л.М., Гончаров В.В. Введение в механику сплошных сред. – Москва: Наука, 1982. – 337 с.

28. Круглицкий Н.Н., Агабальянц Э.Г. Методы физико-химического анализа промывочных жидкостей. – Харків: Техніка, 1972. – 160 с.

29. Bianchi E., Blaak R., Likos Ch.N. Patchy colloids: state of the art and perspectives // Phys. Chem. Chem. Phys. – 2011. – V. 13. – P. 6397–6410.

30. Новиков Н.В., Алешин В.Г., Смехнов А.А. и др. Влияние состава поверхности на свойства алмазных поликристаллов // Докл. АН СССР. – 1988. – Т. 300, № 5. – С. 1122–1126.

31. Thermal Behavior of Dispersed Systems / Nissim Gart (Ed.). – N.Y.: Basel, 2000. – 520 p.

32. Думанский А.В. Лиофильность дисперсных систем. – Киев: Изд. АН УССР, 1960. – 212 с.

33. Вода в дисперсных системах / Под ред. Дерягина, Москва: Химия, 1989. – 286 с.

34. Nanodiamonds: Applications in Biology and Nanoscale Medicine / Dean Ho (Ed). – Springer, 2009. – 304 p.

Downloads

How to Cite

(1)
Goncharuk, O. V.; Zarko, V. I.; Bogatyrev, V. M.; Terpiłowski, K.; Chibowski, E. Aggregative and Sedimentation Stability of Aqueous Suspension of Nanodiamonds in Presence of Fumed Silica. Him. Fiz. Tehnol. Poverhni 2014, 5, 210-219.

Issue

Vol. 5 No. 2 (2014): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni

Section

Articles

License

  1. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
  2. Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
  3. Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work.