В данной статье приводятся результаты по физико-химическому исследованию процессов комплексообразования ионов пере-ходных металлов с полиакриловой кислотой (ПАК), полиэтилени-мином (ПЭИ) и поли-(4-винилпиридином) (ПВП). По результатам исследования было доказано образование в системах Ni(II)-ПАК, Pd(II)-ПАК, Cu2+-ПВП, Fe(III)-ПАК, Pd(II)-ПЭИ комплексных частиц, состав которых соответствует М : L = 1:4, 1:4, 1:4, 1:6 и 1:2. На основании модифицированного метода Бьеррума были найдены константы устойчивости, а также термодинамические параметры процесса комплексообразования, установлено влияние ионной силы, природы растворителя, температуры и рН среды на процесс формиро-вания полимерме-таллических комплексов.
Подтверждением возможности протекания реакции комплексо-образования в данных системах в прямом направлении служат отрицательные по знаку величины энергии Гиббса исследованных процессов. Наблюдаемые изменения свободной энергии Гиббса зависят от энтальпийного и энтропийного факторов. Относительный вклад каждого из этих факторов зависит от природы лиганда и центрального иона металла, природы индифферентной соли (NaCl), создающей ионную силу раствора, а также от ее значения.
Ұсынылып отырған мақалада ауыспалы металл иондарының полиэлектролиттермен комплекстүзілу процестерінің физика-химиялық зерттеу нәтижелері келтірілген. Зерттеу нәтижелері бойынша Ni(II)-ПАҚ, Pd(II)-ПАҚ, Cu2+-ПВП, Fe(III)-ПАҚ, Pd(II)-ПЭИ комплекстік бөлшек түзілгендігі дәлелденді, олардың құрамы сәйкесінше М : L = 1:4, 1:4, 1:4, 1:6 және 1:2 тең. Бьер-румның түрленген әдісімен түзілген комплекстердің тұрақтылық константалары анықталды, сонымен қатар комплекс түзілу процесінің термодинамикалық параметрлері есептелді, полиме-рметалды комплекстіңтүзілу процесіне иондық күштің, темпера-тураның, еріткіштің табиғаты және ортаның рН әсері зерттелді.
Зерттелініп отырған жүйелердегі комплекстүзілу реакциясының тура бағытта жүру мүмкіндігі Гиббс энергия өзгерісінің теріс мәні дәлелдейді. Гиббс энергиясының өзгерісі энтальпиялық және энтропиялық факторлардың үлесіне байланысты болады. Осы факторлардың салыстырмалы үлесі лиганд табиғатына және орталық металл ионына, ерітіндінің иондық күшін жасайтын индифферентті тұздың (NaCl) табиғатына және оның мәніне тәуелді болып табылады.
Abstract.This article presents the results of physico – chemical study of complex formation processes of transition metal ions with polyelectrolyte's . The study was proved education systems Ni(II)- PAA , Pd(II)- PAA , Fe (III)- PAA , Cu(II)- PVP , Pd (II)- PEI complex particles, the composition of which corresponds to M : L = 1 : 4, 1:4 , 1:6 and 1:2 . Based on the modified method of Bjerrum stability constants were found, as well as thermodynamic parameters of complex formation found influence of ionic strength, nature of the solvent, temperature and pH on the polymer metallic complexes formation.
Confirming whether the reaction of complex formation in these systems in the forward direction are negative in sign value of the Gibbs energy of the investigated processes. Observed changes in Gibbs free energy depend on enthalpic and entropic factors. The relative contri-bution of each of these factors depends on the nature of the ligand and the central metal ion, the nature of the indifferent salt (NaCl), creating the ionic strength of the solution as well as on its value.
14
Список литературы
1 Tieke B., Toutianoush A., Jin, W. Selective transport of ions andmolecules across layer-by-layer assembled membranes of polyelectrolytes, p-sulfonato-calix[n]arenes and Prussian Blue-type complexsalts // Adv. Colloid Interface Sci. – 2005. – V. 116. – Р. 121−131.
2 Wang F., Wang J., Zhai Y., Li G., Li D., Dong, S. J. Layer-bylayerassembly of biologically inert inorganic ions/DNA multilayerfilms for tunable DNA release by chelation // Controlled Release. – 2008. – V. 132. – Р. 65−73.
3 Wang, T. C., Rubner M. F., Cohen R. E. Polyelectrolytemultilayer nanoreactors for preparing silver nanoparticles composites. Controlling metal concentration and nanoparticle size // Langmuir. – 2002 – V. 18. – Р. 3370−3375.
4 Generalova A. N., Oleinikov V. A., Zarifullina M. M., Lankina E. V., Sizova, S. V., Artemyev M. V., Zubov V. P. Optical sensingquantum dot-labeled polyacrolein particles prepared by layer-by-layerdeposition technique // J. Colloid Interface Sci. – 2011. – V. 357. – Р. 265−272.
5 Kotov N. A., Dekany I., Fendler, J. H. Layer-by-layer selfassembly of polyelectrolyte-semiconductor nanoparticle composite films // J. Phys. Chem. – 1995. – V. 99. – Р. 13065−13069.
6 Wang T.C., Chen B., Rubner M.F., Cohen R.E. Selective electroless nickel plating on polyelectrolyte multilayer platforms // Langmuir – 2001. – V.17. – P. 6610-6615.
7 Mentbayeva F., Ospanova A., Tashmuhambetova Zh., Sokolova V., Sukhishvili S. Polymer−Metal Complexes in Polyelectrolyte Multilayer Films as Catalysts for Oxidation of Toluene // Langmuir. – 2012. – V. 28. – P. 11948−11955.
8 Осипова Е. А., Водорастворимые комплексообразующие полимеры / Соросовский общеобразовательный журнал. – 1999. № 8. –
С. 40-47.
9 Linden, Lars-Ake, Rabek, Jan F. Structures and mechanisms of formation of poly(acrylic acid)-iron(II and III) chloride gels in water and hydrogen peroxide // JournalofAppliedPolymerScience. 1993. – V. 50, Issue 8. – P. 1331-1341.
10 Yu Zhengkun, Liao Shijian, Xu Yun Facile hydrodebromination of organic bromides with dihydrogen and polymer-anchored palladium catalyst under mild conditions // React. and Funct. Polym. – 1996. – № 3. – Т.29. –
В настоящее время значительные усилия научно-исследова-тельских работ направлены на создание материалов для хранения водорода в большом количестве. Эффективное хранение и транспор-тировка водорода – ключ его использованию как источник энергии. В качестве объектов хранения обычно используют полимерные материалы, такие как полипир-рол,полианилин и т.д. В этой работе был синте-зирован полипиррол (ППИ) химическим методом окисления пиррола с гексагидратом хлорида железа (III). ППИ был исследован на сорбцию водорода на оборудовании Testing Chamber.
12
Резюме на казахском языке
Қазіргі кезде, ғылыми зерттеулердің күш қуаты, сутекті үлкен мөлшерде арнайы заттарда сақтауға негізделген. Сутекті сақтау және тасымалдау, энергия көзі ретінде сутекті қолдану жолы. Сутекті сақтау объектісі ретінде полимерді материалдар, полипиррол, полианилин және т.б материалдар қолданылады. Бұл жұмыста полипиррол(ППИ) химиялық әдіс бойынша синтезделді, тотықтырғыш ретінде темір (III) хлори-дінің гексагидраты қолданылды. ППИ сутекті сіңіруі Testing Chamber құралында жасалынды.
Abstract. In this moment more efforts of scientific researches were directed to development of the materials to hydrogen storage in large amount. Efficiency storage and transportation of hydrogen is a key to his usage as a power energy source. As storage objects was used polymer materials such as polypyrrole and polyaniline and etc. In this work was synthesized polypyrrole (PPY) by chemical methods of oxidation of pyrrole with hexahydrate of iron chlorides (III). PPY was investigated sorption of hydrogen on the surface of ploypyrrol on the Testing Chamber equipment.
14
Список литературы
1 Везироглу Т.Н., Бокрис Д. О’М , Смит Д. Солнечно-водородная энергия сила, способная спасти мир // М. : МЭИ, 2002. – 165 с. – ISBN 5-7046-0904-X.
2 Баклицкая-Каменева О. Водородная энергетика обречена на успех? // Российский нанотехнологии. — 2009. – Т. 84, № 11-12 - P. 14-19.
3 Тарасов Б.П., Лотоцкий М.В. Вородная энергетика: прошлое, настоящее виды на будущее // Рос. Хим. Ж.. — 2006. – Т. L, № 6. – С. 5–18.
4 S.Satyapal, J.Petrovic, G.Thomas. Gassing up with hydrogen // Scientific American. – 2007. – V.296, N 4. – P.80-87.
5 M. S. Dresselhaus, L. Thomas. Alternative energy technologies // Nature. – 2001. V.414, N 6861. – P.332-337.
6 E. Fontes, E. Nilsson. Modeling the fuel cell // The Industrial Physicist. – 2001. – V.7, N 4. – P.14-19.
7 Тарасов Б.П., Лотоцкий М.В. Водород для производства энергии: проблемы и перспективы // Международный научный журнал «Алтернативная энергетика и экология» АЭЭ. – 2006. – Т. 40, № 8. – С. 72–90.
8 R. H. Jones, G. J. Thomas. Materials for the Hydrogen Economy // CRC Press, Boca Raton, Fla, USA. – 2007. – Catalog N 5024.
9 L. Schlapbach. A. Zuttel. Hydrogen-storage materials for mobile applications // Nature. – 2001. – V.414, N 6861. – P.353–358.
10 A.Zuttel. Materials for hydrogen storage // Materials Today. – 2003. - Vol.6, N 9, P.24–33.
11 D. Chandra, J. J. Reilly, R. Chellappa. Metal hydrides for vehicular applications: the state of the art. JOM. – 2006. – V.58, N 2. – P.26–32.
12 F. Sch?th. Technology hydrogen and hydrates // Nature. – 2005. – V.434, N 7034. – P.712–713.
13 F. Schüth, B. Bogdanović, M. Felderhoff. Light metal hydrides and complex hydrides for hydrogen storage // Chemical Communications. – 2004. – V.10, N.20. – P. 2249–2258.
14 G. Han, J. Yuan, G. Shi, F. Wei, Thin Solid Films 474, 64 (2005).
Результаты данного исследования показывают возможности полу-чения нанодисперсного композиционного материала, состоящего из металлического алюминия и карбида кремния методом электро-искрового диспергирования. Методами рентгенофазового и дериватографического анализов и электронной микроскопии установлен фазовый состав и дисперсность продукта совместного электроискрового диспер-гирования карбида кремния и метал-лического алюминия в гексане. Показано, что полученный продукт представляет собой многофазную, нанодисперсную систему, основными фазами которой являются карбид кремния, металлический алюминий, элементарный кремний. Продукт состоит из сферических частиц с размерами 20-40 нм.
Abstract. The research results suggest the possibility of obtaining nano-composite material consisting of metallic aluminum and silicon carbide electric-spark by dispersion method. The phase composition and dispersion product of joint electric spark dispergation of silicon carbide and aluminum metal in hexane are set by methods of x-ray phase and derivatographical analysis and electron microscopy. It is shown that the resulting product is a multi-phase, nanodispersed system the main phases of which are silicon carbide, aluminum metal, elemental silicon. The product consists of spherical particles with the size of 20-40 nm.
2 Вишняков Л.Р., Ониськова Н.П., Гриков А. Н., Ромашко И.М., Ромошко И.М. Влияние механического легирования на свойства порошковых м еталлокомпозитов системы Al-SiC //Порошковая металлургия, 1997, № 11/12. – С.38-43.
В данной работе рассматривается влияние среды на формирование наноструктурных частиц висмута с размерами от 3 нм до 500 нм с использованием импульсной плазмы при энергии единичного импульса 0,05Дж в различных жидкостях при комнатной температуре.
Abstract. The research results suggest the possibility of obtaining nano-composite material consisting of metallic aluminum and silicon carbide electric-spark by dispersion method. The phase composition and dispersion product of joint electric spark dispergation of silicon carbide and aluminum metal in hexane are set by methods of x-ray phase and derivatographical analysis and electron microscopy. It is shown that the resulting product is a multi-phase, nanodispersed system the main phases of which are silicon carbide, aluminum metal, elemental silicon. The product consists of spherical particles with the size of 20-40 nm.
14
Список литературы
1 Сулайманкулова С.К., Асанов У.А.Энергонасыщенные среды в плазме искрового разряда. – Б.: Кыргызпатент, 2002. – 264 с.
2 Liu X., Zeng J., Zhang S. et al. Novel bismuth nanotube arrays synthesized by solvothermal method // Chem. Phys. Lett. –2003. – V. 374. – P. 348 - 352.
3 Yang B., Li C., Hu H. et al. Aroom-temperature route to bismuth nanotube arrays // Eur. J. Inorg. Chem. – 2003. – № 21. –P. 3699 - 3702.
4 Li Y., Wang J., Deng Z. et al. Bismuth nanotubes: aration allow-temperature synthetic route // J. Am. Chem. Soc. – 2001. – V.123. – P. 9904 - 9905.
5 Derrouiche S. Zoican Loebick C., Pfefferle L. Optimization of routes for the synthesis of bismuth nanotubes: implications for nanostructure form and selectivity // J. Phys. Chem. C.– 2010. – V. 114. – № 8. – P. 3431 - 3440.
6 Derrouiche S., Zoican Loebick C., Wang C. et al.Energy-induced morphology changes in bismuth nanotubes // J. Phys. Chem. C. – 2010. – V.114. – №10. – P. 4336 - 4339.
7 Юхин Ю.М., Михайлов Ю.И. Химия висмутовых соединений и материалов. – Новосибирск: Издательство СО РАН, 2001. – 360 с.
8 Химическая энциклопедия / гл. ред. И.Л. Кнунянц. – М.: Советская энциклопедия. – 1988. – Т. 1. – С. 379.
9 Brugger R.M., Bennion R.B., Worlton T.G.The crystal structure of bismuth – II at 26 kbar // Phys. Lett. A. – 1967. – V. 24. – № 13. – P. 714 - 717.
10 Edward E. Foos, Rhonda M. Stroud, Alan D. Berry et al. Synthesis of nanocrystalline bismuth in reverse micelles // J. Am. Chem. Soc. – 2000. – V.122. – № 29. – P. 7114 - 7115.
11 Fang J., Stokes K.L., Wiemann J. et al. Nanocrystalline bismuth synthesized via an in situ polymerization microemulsion process // Mater. Lett. – 2000. – V.42. – P. 113 - 120.
12 Sigman M.B. Korgel B.A. Solvent lesssyn the sis of Bi2S3 (bismuthinite) nanorods, nanowires, and nanofabric // Chem. Mater. – 2005. – V.17. – № 7. – P. 1655 - 1660.
13 Lou W., Chen M., Wang X. et al. Novel single-source precursors approach to prepare highly uniform Bi2S3 and Sb2S3 nanorods via a solvothermal treatment // Chem. Mater. – 2007. – V.19. – P. 872 - 878.
14 Ye C., Meng G., Jiang Z. et al.Rational growth of Bi2S3 nanotubes from quasi-two-dimensional precursors // J. Am. Chem. Soc. – 2002. – V.124. – № 51. – P. 15180 -15181.
15 Данильчик Л.Н., Окунев А.О., Тимофеева Ю.В. и др. Изучение дефектов структуры монокристаллических сплавов Bi+Sb методом двухкристальной топографии в геометрии Брэгга // Электронный научный журнал «Исследовано в России». – 2005. – С. 2307 - 2314. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2005/224.
16 Wang X., Li Y. Solution-based synthetic strategiesfor 1-Dnanostructures // Inorg. Chem. – 2006. – V. 45. – № 19. – P. 7522 - 7534.
(Институт химии и химической технологии НАН КР,Бишкек, Кыргызстан)
5
Название, заглавие статьи
Наночастицы индия из импульсной плазмы в одноатомных спиртах
6
Название источника
(полное наименование журнала (название издания, серия))
Известия Национальной академии наук Республики Казахстан. Серия химия и технология
7
Год (дата) издания
2014
8
Номер издания
(том, выпуск, серия)
4
9
Страницы
77-84
10
Ключевые слова
наночастицы, индий, импульсная плазма.
11
Резюме на русском языке
Сферические наночастицы индия со средним размером 5-10 нм были получены при диспергировании металлического индия в однотомных спиртах с использованием импульсной плазмы, при энергии единичного импульса 0,05 Дж.
12
Резюме на казахском языке
Орташа мөлшері 5-10 нм индийдің сфералық нанобөлшектері жекелеген импульсі 0,05 Дж энергиядағы импульстік плазманы қолдына отарып біратомды спиртте индий металын диспергирлеу арқылы алынды.
Abstract. Spherical nanoparticles of indium with an average size 5-10 nm were obtained by dispersing the metallic indium in of monohydric alcohols using the pulsed plasma with single pulse energy of 0.05 J.
14
Список литературы
1 TeckH. Lim, Bridget Ingham, Khadijah H. Kamarudin et al. Solution Synthesis of Monodisperse Indium Nanoparticles and Highly Faceted Indium Polyhedra // Crystal Growth, Design. – 2010. – V.10. – № 9. – P.3854-3858.
2Ganeev R.A., Ryasnyanskiy A.I., Chakravarty U.et al. Structural, Optical, and Nonlinear Optical Properties of Indium Nanoparticles Prepared by Laser Ablation //J. of Applied Physics B: Lasers and Optics. – 2007. – V. 86. – №2. – P. 337-341.
3Acacia N., Barreca F., Barletta E. et al.Laser ablation synthesis of indium oxide nanoparticles in water //Applied Surface Science. – 2010. – V.256. – № 22. – P. 6918 – 6922.
4 Julien Estager, Peter Nockemann, Kenneth R. Seddon et al.Electrochemical Synthesis of Indium (0) Nanoparticles in Haloindate (III) Ionic Liquids // ChemSusChem. – 2012. – V.5. –№ 1. – P.117–124.
5 Prashant Singh, Sunil Kumar, Anju Katyal et al. A novel route for the synthesis of indium nanoparticles in ionic liquid // Materials Letters.– 2008. – V.62. – №25. – P. 4164 – 4166.
6 Сулайманкулова С.К., Асанов У.А. Энергонасыщенные среды в плазме искрового разряда. – Бишкек: Кыргызпатент, 2002. – 264 с.
