Банных Артем Анатольевич, Ахундов Рашид Фатали оглы

Первое десятилетие XXI века ознаменовалось резким повышением интереса специалистов в областях физики, химии, материаловедения к наночастицам: их получению, свойствам и различным превращениям. Это связано с тем, что у частиц нанометровых размеров были обнаружены особые механические, оптические, электрические и магнитные свойства, отличные от свойств аналогичных макрочастиц, а также высокая химическая активность. Известно также, что наночастицы оксидов металлов являются эффективными катализаторами целого ряда важнейших химико-технологических процессов. Знание физико-химических свойств поверхности дисперсных материалов, в частности, сорбентов, модифицированных наночастицами металлов и их оксидов, необходимо для применения их в различных областях науки и техники.

Цель работы заключалась в исследовании методом динамической сорбции (газовой хроматографии) адсорбционных свойств исходного γ-Al₂O₃ и нанокомпозита на его основе (10%NiO/γ-Al₂O₃), полученного путем нанесения на поверхность наночастиц оксида никеля в количестве 10 масс. %. В качестве адсорбатов использовали н-алканы (C₆-C₈), взаимодействующие неспецифически (дисперсионно) с любой поверхностью, бензол, толуол и этилбензол, моделирующие специфические взаимодействия, а также хлороформ и диэтиловый эфир, модельные адсорбаты с ярко выраженными электроноакцепторными и электронодонорными свойствами соответственно. Метод динамической сорбции был реализован на газовом хроматографе «Кристаллюкс-4000М» с детектором по теплопроводности.

На основании экспериментальных данных (удельные удерживаемые объемы (V_g’) по методу Глюкауфа рассчитали изотермы адсорбции при различных температурах (в интервале 100-170 °С) и изостерические теплоты адсорбции при различных заполнениях поверхности. С ростом температуры удерживание сорбатов понижается, что свидетельствует о физическом характере адсорбции. Значения V_g’ и термодинамические характеристики сорбции зависят от поляризуемости, температуры кипения, молекулярной массы молекулы-сорбата и ее дипольного момента. Все изотермы изогнуты к оси адсорбции, что говорит о более сильном взаимодействии адсорбат – адсорбент, чем адсорбат – адсорбат. Это характеризует как исходный γ-Al₂O₃, так и нанокомпозит 10%NiO/γ-Al₂O₃ как специфические сорбенты.