CC BY
42
процессе. Получаемые покрытия отличаются своей однородностью, термостойкостью и обладают большим сопротивлением к механическим воздействиям.
Метод химического окисления меди может быть широко использован благодаря самоограничивающему поведению роста монослоя Cu2O и окисления его до CuO. С точки зрения мелко- и крупносерийного производства это способ имеет ряд дополнительных преимуществ, так как может быть применен на большой произвольной по форме поверхности. Большим плюсом является, что наноструктуры образуются при низких температурах и не требуют обязательного высокотемпературного отжига или сушки. Механизм роста окисла самоограничен созданием наноструктирировнного тонкого однородного слоя и зависит лишь от времени окисления.
Библиографический список
1. Miljkovic N, Enright R, Lopez K. Jumping-droplet-enhanced condensation on scalable superhydrophobic nanostructured surfaces.// Nano Lett. - 2013. V.13. -P. 179-187.
2. Wu X., Shi G. Production and characterization of stable superhydrophobic surfaces based on copper hydroxide nanoneedles mimicking the legs of water striders // J. Phys. Chem. - 2006. -V.110. -P. 11247-11252.
3. Gao, X. F.; Jiang, L.// Nature -2004, -V.432, -No 36.
УДК 541.18
Е.Н. Голубина, Н.Ф. Кизим, А.М. Смыслова
Новомосковский институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева», Новомосковск, Россия
ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ САМОСБОРНЫХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ ДИ-(2-ЭТИЛГЕКСИЛ) ФОСФАТА ЛАНТАНОИДА
Изучена электропроводность самосборных структур, самопроизвольно возникающих в экстракционной системе водный раствор соли РЗЭ - раствор Д2ЭГФК в растворителе. Показано влияние природы РЗЭ, природы растворителя и времени контакта фаз на величину электропроводности. Установлено, что временные зависимости электропроводности обусловлены изменением состава межфазных образований.
The electroconductivity of the self-assembling structures spontaneously arising in the extraction of rare earth elements by the solution di(2-ethylhexyl)phosphoric acid is studied. Influence of nature rare earth elements, the nature of solvent and time of contact phases for value of electroconductivity is shown. It is established, that time dependences electroconductivity are caused by change of structure of interfacial formations.
Особенностью нанотехнологии является широкое использование процессов самоорганизации и самосборки, которые могут привести к формированию структур, проявляющих новые свойства [1-4].
В процессе экстракции редкоземельных элементов (РЗЭ) растворами ди-(2-этилгексил)фосфорной кислоты (Д2ЭГФК) формируется динамический межфазный слой (ДМС), вследствие протекания химической реакции между извлекаемым элементом и экстракционным реагентом с образованием средней соли ди-(2-этилгексил)фосфата лантаноида, способного накапливаться в межфазной области. Известно [5-7] что структура ДМС является неоднородной, а именно, прослеживаются участки с кристаллической и аморфной структурой. Явления образования структур и самоорганизация происходит вследствие межмолекулярных взаимодействий, процессов коагуляции, ассоциации, полимеризации и т.п.
В настоящем сообщении представлены результаты исследования электропроводности межфазных образований in situ, самопроизвольно формирующихся при экстракции Er(III) или Pr(III) растворами Д2ЭГФК в разбавителе (толуоле, гептане или тетрахлорметане).
Измерение электропроводности самосборных структур во времени проводили по следующей методике. В ячейку с площадью межфазной поверхности 6,07 см наливали 8 мл водного раствора соли РЗЭ. Затем на поверхность раздела раствор/воздух устанавливали вертикально два проволочных платиновых электрода диаметром 1 мм, помещенные во фторопластовые трубки, так что контактируют они с водным раствором соли РЗЭ только торцами. Момент касания электродов поверхности водного раствора соли РЗЭ фиксировали по показаниям кондуктометра. Затем осторожно по стенке ячейки приливали 2 мл раствора Д2ЭГФК в растворителе и в течение 60 мин измеряли электропроводность. Данные с кондуктометра непосредственно регистрировали персональным компьютером.
Электропроводность межфазных образований сложным образом зависит от времени (рис. 1), причем с увеличением начальной концентрации Д2ЭГФК она увеличивается. В момент приведения двух жидких фаз в контакт в системе возникает и развивается спонтанная поверхностная конвекция (СПК), которая приводит к дополнительному подводу ионов соли лантаноида к межфазной поверхности (электропроводность резко увеличивается). В результате протекания химической реакции между солью лантаноида и Д2ЭГФК количество ионов РЗЭ уменьшается, и электропроводность снижается. Однако продуктом реакции является сильная кислота, диссоциирующая на ионы, которая приводит к повышению электропроводности. Так как концентрации Er(III) не высока, то в системе практически всегда имеет место избыток Д2ЭГФК, которая способна адсорбироваться на межфазной поверхности и создавать дополнительное сопротивление.
0,12 п
0,1
0,08
s
о
s ас
0,06
0,04
0,02
•0,0 5 0,0 3
500
1000 1500
I• у 2000 2500 3000
t, с
3500 4000
Рис. 1. Изменение электропроводности материала межфазных образований во времени. Водная фаза: 0.025 М раствор ErOз (рН 5,3). Органическая фаза: раствор Д2ЭГФК в гептане. Концентрация Д2ЭГФК представлена в легенде
Природа разбавителя оказывает существенное влияние на электропроводность межфазных образований (рис. 2). При использовании толуола в качестве разбавителя экстракционного реагента электропроводность межфазных образований сначала увеличивается, а затем выходит на постоянное значение, а в случае тетрахлорметана - остается практически постоянной. Замеченное различие в электропроводностях обусловлено, прежде всего, изменением вязкостей разбавителей (при 200С):
0
0
П(гептан) = 0,414 < п(толуола) = 0,584 < п(тетрахлорметана) = 0,969 мПас.
Увеличение вязкости приводит к снижению электропроводности, что согласуется с правилом Вальдена-Писаржевского.
Другим параметром разбавителя, влияющим на электропроводность, предсказываемым правилом Каблукова-Томсона-Нернста, является диэлектрическая проницаемость. Однако обнаружить корреляцию между электропроводностью и диэлектрической проницаемостью по результатам наших опытов не удалось, что может указывать на существенное влияние других факторов.
Если извлекаемым элементом является Рг(Ш), то ход зависимостей электропроводности от времени не изменяется, однако величина электропроводности в 4 раза меньше, чем при экстракции Ег(Ш) растворами Д2ЭГФК в гептане; в 2 раза меньше, чем Д2ЭГФК в толуоле и практически одинакова в случае экстракции Ег(Ш) растворами Д2ЭГФК в тетрахлорметане. Полученная зависимость, по-видимому, обусловлена изменением структурой межфазных образований.
0,12
0,1
0,08
О
|0,06
0,04
0,02
гептан
толуол
0
t,C
0
1000 2000 3000 4000
Рис. 2. Изменение электропроводности материала межфазных образований во времени. Водная
фаза: 0.025 М раствор ErCl3 (рН 5,3). Органическая фаза: раствор Д2ЭГФК в разбавителе
Таким образом, межфазные образования, самопроизвольно возникающие в межфазном слое экстракционной системы, имеют изменяющиеся во времени электрические свойства. Полученные результаты расширяют область знаний в исследовании свойств наноматериалов на основе РЗЭ.
Библиографический список
1. Елисеев А.А., Лукашин А.В. Функциональные наноматериалы / Под ред. Ю.Д. Третьякова. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010. - 456 с.
2. Старостин В.В. Материалы и методы нанотехнологий. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. - 431 с.
3. Сергеев Г.Б. Нанохимия. - М.: Изд-во МГУ, 2007. - 336 с.
4. Гусев А.И. Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства. -Екатеринбург: УрО РАН, 1998. - 199 с.
5. Юртов Е.В., Мурашова Н.М. Гели, микроэмульсии и жидкие кристаллы в экстракционных системах с ди-(2-этилгексил)фосфорной кислотой // Химическая технология. - 2006, № 6. - С. 26-31.
6. Юртов Е.В., Мурашова Н.М., Даценко А.М. Гелеобразование при экстракции тербия (2-этилгексил)фосфорной кислотой // Ж. неорган. химии. - 2006. - Т. 51, № 4. -С. 728-734.
7. Голубина Е.Н., Кизим Н.Ф. Самосборные структуры при экстракции некоторых РЗЭ в системах с Д2ЭГФК // Журн. неорган. химии. - 2012. - Т. 57, № 9. - С. 1363 - 1367.
УДК 544.773.33
Е.С.Корнеева, Л.А.Прокопова, Н.М. Мурашова
Российский химико-технологический университет им. Д.И.Менделеева, Москва, Россия
ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК ПАРАФИНА НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОРГАНОГЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ФОСФОЛИПИДОВ
В работе исследовано изменение вязкости и структуры органогелей в системе фосфолипидный концентрат - вазелиновое масло - вода при добавлении в них парафина. Изучен размер частиц в системах методом динамического светорассеяния. Показано, что добавление парафина способствует значительному повышению вязкости систем, при этом мицеллярная структура сохраняется.
Effect of the paraffin addition on viscosity and structure of the system phospholipids - vaseline oil - water was studied. The size of the particles in the system was studied by means of dynamic light scattering. It is shown that the addition of paraffin contributes to a significant increase in the viscosity of systems, but micellar structure is kept.
Наноструктурированные лецитиновые органогели являются перспективными материалами для медицинского и косметического применения. Лецитиновые органоге-ли существуют в обогащенной маслом и лецитином области трехкомпонентных систем лецитин/неполярный органический растворитель/вода в относительно узком диапазоне концентраций воды. Известны лецитиновые органогели в углеводородах, аминах, производных бензола, простых эфирах, эфирах жирных кислот и т.д. Гелеобразователем в таких системах является природное поверхностно-активное вещество с низкой молекулярной массой - лецитин (фосфатидилхолин). Рассматриваемые органогели - это дисперсные системы, состоящие из переплетённых цилиндрических обратных мицелл лецитина в вазелиновом масле.
Наноматериалы для медицины на основе лецитина и других фосфолипидов обладают такими достоинствами, как биосовместимость, возможность солюбилизации биологически активных веществ, способность ускорять транспорт через кожу. Это делает их привлекательными для широкого применения.
Ранее были разработаны составы органогелей на основе фосфолипидных концентратов с содержанием лецитина 40% [1]. Однако для косметических средств широкого применения экономически более целесообразно использовать фосфолипидные препараты с меньшими концентрациями лецитина. Такие фосфолипидные концентраты широко используются как пищевые добавки и являются доступными по цене. Недостатком использования фосфолипидных концентратов с низким (порядка 22 % масс.) содержанием лецитина для получения лецитиновых органогелей является малая вязкость получаемых на их основе систем.
