Открытый доступ Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ предоставлен  Доступ закрыт Только для подписчиков

Том 86, № 4 (2024)

Обложка

Весь выпуск

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Статьи

Получение наноабразива для магнитореологического полирования кристаллов KDP

Белов Д.В., Беляев С.Н., Мальшакова О.А., Сороколетова Н.А., Серебров Е.И.

Аннотация

Технология магнитореологического полирования широко применяется при обработке высокоточных оптических элементов. Одним из определяющих факторов в технологии магнитореологического полирования является природа и качество наноабразива в составе магнитореологической суспензии. В данном исследовании разработан способ золь-гель синтеза наносфер аморфного диоксида кремния, применяющегося в качестве наноабразива при магнитореологическом полировании водорастворимых кристаллов, используемых для изготовления нелинейно-оптических элементов лазерной техники. Технический результат достигнут введением в состав магнитореологической суспензии синтезированного наноабразива диоксида кремния. Представлены физико-химические характеристики полученного наноабразива. Результаты электронной микроскопии подтверждают сферическую морфологию частиц SiO2, а также установлено распределение частиц по размерам, варьирующееся в пределах 40–60 нм, что обеспечивает однородность и качество обработки поверхности оптических элементов магнитореологической суспензией. Структурные свойства наноабразива SiO2 были исследованы методом рентгеновской порошковой дифракции. Введение в состав магнитореологической суспензии наноабразива SiO2 позволило достичь высокого качества обработки и чистоты поверхности, а также обеспечило финишное полирование поверхности монокристаллов KDP до значения шероховатости не более 6 Å. Результаты работы представляют интерес для оптимизации процесса и совершенствования технологии магнитореологического полирования.

Коллоидный журнал. 2024;86(4):407-421
pages 407-421 views

Получение дисперсий углеродных нанотрубок в растворах оксиэтилированных жирных спиртов для модифицирования гелевых систем

Гатауллин А.Р., Абрамов В.А., Богданова С.А., Сальников В.В., Зуев Ю.Ф., Галяметдинов Ю.Г.

Аннотация

Проведено систематическое исследование влияния неионогенных поверхностно-активных веществ (НПАВ) – оксиэтилированных высших жирных спиртов с варьируемой степенью оксиэтилирования на процесс ультразвукового диспергирования углеродных нанотрубок в водных растворах и на коллоидно-химические свойства полученных дисперсий – оптическую плотность, размер и электрокинетический потенциал частиц коллоидных систем. Установлена нелинейная зависимость характеристик дисперсий от степени оксиэтилирования, связанная со структурными изменениями в молекулах НПАВ. Определены наиболее эффективные степень оксиэтилирования и концентрация НПАВ в растворе, обладающие наибольшим дезагрегирующим и стабилизирующим действием при получении дисперсий углеродных нанотрубок (УНТ). Выявлено влияние степени оксиэтилирования оксиэтилированных высших жирных спиртов на электрокинетические свойства дисперсий УНТ. Показана возможность использования дисперсий углеродных нанотрубок для модифицирования реологических и электрических свойств гелевых систем на основе редкосшитой полиакриловой кислоты. Исследовано влияние НПАВ и УНТ на вязкость, предел текучести, коэффициент консистенции, механическую стабильность, время релаксации и энергию активации вязкого течения полимерных гелей. Показано, что введение нанотрубок приводит к увеличению электропроводимости гелей. Ультраструктура пленочных образцов гелей исследована методом просвечивающей электронной микроскопии.

Коллоидный журнал. 2024;86(4):422-435
pages 422-435 views

Адсорбционные свойства единичных наночастиц золота, никеля и платины, нанесенных на поверхность кремния

Гатин А.К., Озерин С.А., Игнатьева П.К., Харитонов В.А., Сарвадий С.Ю., Гришин М.В.

Аннотация

Методом пропитки поверхности монокристаллического кремния прекурсорами (водным раствором соответствующей соли) были синтезированы наночастицы золота, никеля и платины. Исследована морфология образовавшихся наноструктурированных покрытий, определены электронное строение и адсорбционные свойства синтезированных наночастиц по отношению к Н2, О2, Н2О. Было установлено, что окисленные наночастицы никеля восстанавливаются молекулярным водородом, а беспримесные наночастицы платины окисляются молекулярным кислородом уже при комнатной температуре, что не наблюдается для частиц, нанесенных аналогичным способом на высокоориентированный пиролитический графит. Также нами было обнаружено, что образование молекул воды на наночастицах золота при взаимодействии с Н2 и О2 протекает в две стадии в отличие от трехстадийного процесса (последовательная экспозиция в Н2, О2, Н2), характерного для наночастиц, нанесенных на графит. Различия адсорбционных свойств наночастиц одного типа, нанесенных на графит и кремний, связаны с адсорбцией значительного количества тестовых газов на последнем.

Коллоидный журнал. 2024;86(4):436-445
pages 436-445 views

Структурообразование неионогенного блоксополимера pluronic P123 при варьировании температуры

Завалюева А.С., Карпов С.И., Дубовицкая А.Н., Холявка М.Г., Селеменев В.Ф.

Аннотация

Методом динамического рассеяния света исследованы водные растворы Pluronic P123 при варьировании температуры, растворителя и добавок кверцетина. Выявлены существенные изменения среднего размера частиц и индекса полидисперсности в зависимости от условий. Изучено влияние температуры на мицеллообразование блоксополимера в водном растворе в интервале T = 15–45°С, наиболее часто рассматриваемом при использовании Р123 в золь-гель синтезе кремнеземов. Наиболее существенное влияние температуры на мицеллообразование рассматриваемого ПАВ отмечено при T = 15–20°C. При этом распределение интенсивности рассеяния по размерам полимодально, что указывает на присутствие в системе макромолекул, мицелл и их агрегатов. Дальнейший рост температуры до 45°C не приводит к значительному изменению размера частиц. В водных растворах в интервалах температур 21–25 и 35–40°C формируются мицеллы с узким распределением по размерам (минимальным индексом полидисперсности). Отмечено значительное влияние добавок алканолов и полифенольных веществ как солюбилизатов, способных влиять на структуру мицелл как в их объеме, так и на поверхности полярных частей ПАВ. Показано, что в присутствии бутанола-1 наблюдается стабилизация мицелл при температурах 15–20°C. При T > 30°C происходят перестройки структуры мицелл. По мере увеличения доли бутанола-1 в растворе его влияние проявляется при меньших температурах. Отмечено, что этанол оказывает деструктивное действие на мицеллы. Добавки кверцетина проявляют противоположный стабилизирующий мицеллы эффект, приводящий к формированию однородной структуры ПАВ. Показано, что, варьируя состав растворителя, можно контролировать связывание флавоноида с мицеллой за счет изменения сольватации. Наибольшее влияние кверцетина на структурообразование P123 отмечено при составе растворителя, отвечающего мольному соотношению этанола и блоксополимера n(EtOH) : n(P123)=80 : 1.

Коллоидный журнал. 2024;86(4):446-457
pages 446-457 views

Магнитная жидкость, стабилизированная двойным слоем ПАВ в воде, отвергает известные модели реологии и диполь-дипольного взаимодействия

Лебедев А.В.

Аннотация

Синтезировано три образца магнитной жидкости на основе частиц магнетита, стабилизированных двойным слоем ПАВ в воде. Для стабилизации образцов использовались лауриновая, олеиновая кислоты и их соли в трех различных сочетаниях. У синтезированных образцов была измерена вязкость в зависимости от концентрации, температуры и скорости сдвига. С ростом температуры вязкость образца жидкости, стабилизированного двойным слоем лауриновой кислоты, не убывает относительно вязкости воды, как это наблюдалось ранее для классических магнитных жидкостей, а растет. У образца, стабилизированного двумя слоями лауриновой и олеиновой кислот, температурная зависимость относительной вязкости имеет немонотонный вид. Относительная вязкость образца, стабилизированного двойным слоем олеиновой кислоты, практически не зависит от температуры. Для определения концентрации образцов выполнялись измерения кривых намагничивания с последующим их гранулометрическим анализом. Установлено, что дисперсный состав образцов при их разведении остается неизменным. Обнаружено, что с увеличением концентрации магнитной жидкости ее начальная магнитная восприимчивость растет медленнее, чем это предсказывает модель модифицированного эффективного поля. В отличие от модели МЭП (и не только ее), коэффициент при квадратичном члене в разложении начальной восприимчивости в ряд по восприимчивости Ланжевена оказался существенно меньше 1/3. Таким образом, для описания свойств магнитных жидкостей, стабилизированных с помощью двойного слоя ПАВ, требуется построение новых теорий диполь-дипольного взаимодействия частиц.

Коллоидный журнал. 2024;86(4):458-468
pages 458-468 views

Микрофлюидный синтез наночастиц магнетита и его сравнение с синтезом в объемном реакторе

Никифоров А.И., Лазарева Е.О., Едемская Е.В., Семенов В.Г., Гареев К.Г., Королев Д.В.

Аннотация

В работе рассматривается синтез наночастиц магнетита микрофлюидным способом. Были исследованы основные характеристики полученных наночастиц, включая химический состав, распределение по размеру, удельный магнитный момент насыщения и коэрцитивную силу. Для оценки возможности использования наночастиц в медико-биологических целях была рассчитана гемолитическая активность суспензии наночастиц магнетита.

Коллоидный журнал. 2024;86(4):469-481
pages 469-481 views

Коллоидная система на основе Pd(Acac)2–хиральный стабилизатор–H2 в энантиоселективном гидрировании N-ацетил-α-амидокоричной кислоты

Ниндакова Л.О., Страхов В.О., Бадырова Н.М.

Аннотация

Показано, что коллоидная система Pd(Acаc)2–mod–H2, где mod – хиральные стабилизаторы молекулярного (8S,9R)-цинхонидин, (-)-Сin, и ионного (-)-Cin*HCl и (-)-Cin*2HCl типа, активна в асимметрическом гидрировании N-ацетил-α-амидокоричной кислоты (α-ААКК) при комнатной температуре и давлении Н2 5 атм. В присутствии протонированных форм цинхонидина наблюдалась реакция этерификации продукта N-ацетилфенилаланина (N-АФА). Избыток R-(-)-энантиомера N-ацетилфенилаланина достигает 78% на системе Pd(Acac)2–(-)-Сin–H2 при отношении (-)-Сin/Pd = 1.5, тогда как протонированные формы хинного алкалоида в качестве модификаторов каталитической системы показывают меньшую эффективность в отношении хиральной индукции. С применением РФА и ПЭМ ВР установлено формирование наночастиц палладия со средними размерами 5.3 ± 0.8 нм и 4.2 ± 0.5 нм для систем Pd(Acаc)2–(-)-Cin–H2 и Pd(Acac)2–(-)-Сin *HCl–H2 соответственно.

Коллоидный журнал. 2024;86(4):482-495
pages 482-495 views

Изменения физико-химических и сорбционных свойств отбельной глины в ходе термообработки

Свергузова С.В., Гафаров Р.Р., Зубкова О.С., Сапронова Ж.А., Шайхиев И.Г.

Аннотация

В работе исследованы изменения физико-химических и коллоидно-сорбционных свойств термообработанной отбельной глины после ее использования в процессе очистки растительного масла. В качестве сравнения использовали отбельную глину, термообработанную при разных температурах. Коллоидно-сорбционные свойства изучали путем адсорбции красителя метиленового голубого из водных растворов. Показано, что адсорбция метиленового голубого протекает более эффективно глиной, обожженной при температуре 350°С. Адсорбция в области насыщения для глины, термообработанной при 350°С, составила 0.28 ммоль/г, или 89.6 мг/г, а для глины, обожженной при 250°С, – 0.24 ммоль/г, или 76.8 мг/г. При увеличении температуры обжига выше 500°С адсорбционные свойства отхода отбельной глины снижаются, вероятно, вследствие сгорания углеродного слоя. На примере отработанной отбельной глины Алексеевского маслоэкстракционного завода было выявлено, что в ходе термообработки материала происходит удаление различных видов воды (свободной, межпакетной, химически связанной), что приводит к изменению таких коллоидно-сорбционных свойств, как рельеф поверхности частиц, удельная поверхность, сорбционная емкость, ζ-потенциал.

Коллоидный журнал. 2024;86(4):496-505
pages 496-505 views

Определение критической концентрации мицеллообразования полиоксиэтилированных алкилфенолов в водных растворах спектрофотометрическим методом

Шестопалова Н.Б., Фомина Ю.А.

Аннотация

Изучено мицеллообразование неионных ПАВ (нПАВ) полиоксиэтилированных алкилфенолов Тритон Х-100 (ТХ-100) и Тритон Х-114 (ТХ-114) в водных растворах спектрофотометрическим методом. Рассчитаны спектральные характеристики кривых поглощения растворов нПАВ в диапазонах концентраций: 0.02–0.80 ммоль/л для ТХ-100 и 0.02–0.40 ммоль/л для ТХ-114. Исследовано влияние шага сканирования по шкале длин волн (0.1, 0.2, 0.5 и 1.0 нм) на положение максимумов и интенсивность поглощения. Установлено, что оптическая плотность монотонно возрастает во всем диапазоне концентраций. Выявлено, что при всех шагах сканирования происходит батохромный сдвиг максимума поглощения длинноволновой полосы (275 нм) на 1.5 нм (ТХ-114) и 2.0 нм (ТХ-100) при определенной концентрации нПАВ. На кривой зависимости положения максимума поглощения от концентрации нПАВ наблюдается характерный излом, положение которого зависит от шага сканирования. Предложен новый способ спектрофотометрического определения критических концентраций мицеллообразования (ККМ) ТХ-100 и ТХ-114, основанный на установлении зависимости положения максимума поглощения длинноволновой полосы в электронном спектре поглощения от концентрации нПАВ в водном растворе. Установлено, что для графического определения ККМ оптимальным шагом сканирования является 0.1 нм. Определены значения ККМ для ТХ-100 и ТХ-114, которые составили (0.24 ± 0.02) ммоль/л и (0.20 ± 0.01) ммоль/л соответственно, согласующиеся с литературными данными.

Коллоидный журнал. 2024;86(4):506-515
pages 506-515 views
pages 516-516 views