Формирование наночастиц оксида цинка в водных растворах карбоксиметилцеллюлозы и их морфологические характеристики Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

02.00.00 - КИМЕ ФАНЛАРИ 02.00.00 - ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ 02.00.00 - CHEMISTRY SCIENCES

d ) https://dx.doi.org/10.36522/2181-9637-2022-3-1 UDC: 661.959, 661.678, 691.175.5/8, 620.3, 547.458, 547.29

ФОРМИРОВАНИЕ НАНОЧАСТИЦ ОКСИДА ЦИНКА В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ

КАРБОКСИМЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ И ИХ МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Сарымсаков Абдушкур Абдухалилович1,

доктор технических наук, профессор, ORCID: 0000-0003-4562-7280, e-mail: polymer@academy.uz;

Юнусов Хайдар Эргашович1,

доктор технических наук, старший научный сотрудник, ORCID: 0000-0002-4646-7859, е-mail: silver4727@yahoo.com;

Мирхолисов Мирафзал Музаффар угли1,

младший научный сотрудник, ORCID: 0000-0003-2566-1545, е-mail: mmirxolisov@gmail.com;

Агабеков Владимир Енокович2,

академик, доктор химических наук, профессор, заведующий отделом физико-химии тонкопленочных материалов, ORCID: 0000-0001-8115-712X, е-mail: agabekov@ichnm.by;

Игнатович Жанна Владимировна2,

кандидат химических наук, заместитель директора по научной работе, ORCID: 0000-0002-3837-6877, е-mail: ignatovichz@inbox.ru;

Авдеева Екатерина Владимировна2,

научный сотрудник, ORCID: 0000-0001-5000-4796, е-mail: avdeeva.katerina86@mail.ru;

Петкевич Анна Васильевна2,

научный сотрудник, ORCID: 0000-0003-3048-1549, е-mail: m_a_w1987@mail.ru;

Шумская Елена Евгеньевна2,

научный сотрудник, ORCID: 0000-0001-5429-820X, е-mail: lunka7@mail.ru

1Институт химии и физики полимеров Академии наук Республики Узбекистан

Государственное научное учреждение «Институт химии новых материалов Национальной академии наук Беларуси»

Введение

Отопительные, вентиляционные и кондиционированные системы, широко используемые для обеспечения приемлемой температуры и влажности воздуха, одновременно улучшают качество воздуха в помещениях, очищая его от различных механических и биологических частиц для сохранения здоровья человека [1].

Следовательно, фильтрация переносимых по воздуху микроорганизмов широко изучается с использованием теории и математических моделей на основе общего гранулометрического состава [2]. Однако такие устойчивые бактерии, как Bacillus subtilis, могут существовать на фильтрующем материале, сохраняя при этом свою жизнеспособность [3]. Кроме того, бактерии или споры плесени, попав на используемые фильтры, могут размножаться благодаря осажденной на них пыли, служащей источником питательных веществ при достаточной влажности [4].

Для предотвращения загрязнения воздуха биоаэрозолями используются воздушные фильтры с антимикробной обработкой. Показано, что антимикробная обработка волокнистых воздушных фильтров может подавлять рост микроорганизмов на них, использование проти-вомикробных средств не вызывает значительной разницы в эффективности фильтрации для биоаэрозолей и инертных тестовых аэрозолей [5].

Оксид цинка (ZnO) представляет большой интерес при применении во многих областях науки, техники и медицины в качестве воздухофильтрующего, функционального материала [6]. Перспективность применения нано- и микрочастиц оксида цинка представляет большой интерес при разработке простых и эффективных методов их получения, для создания материалов с заданными свойствами. На сегодняшний день существует большое количество методов получения нано- и микрочастиц оксида цинка, которые разделяют на твердофазные, газофазные и жидкофазные [7].

Аннотация. В данной статье из растворов очищенной натрий-карбоксиметилцеллюлозы (№-КМЦ) со степенью замещения 0,80-0,85 и степенью полимеризации 950-1050 и кристаллогидрата нитрата цинка (Zn(NO3)2■6H2O) химическими методами при температуре 80 °С определены условия синтеза полимерметаллокомплек-сов, содержащих наночастицы оксида цинка различных размеров. Физико-химические свойства образцов №-КМЦ, содержащих стабилизированные наночастицы оксида цинка различных размеров и форм, определены методами ИК-Фурье спектроскопии, атомно-силовой микроскопии, рентгенодифрактометрического анализа.

Ключевые слова: гидрогель, натрий-кар-боксиметилцеллюлоза, наночастицы, степень замещения, степень полимеризации, оксид цинка, химический метод.

КАРБОКСИМЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗА СУВЛИ ЭРИТМАЛАРИДА РУХ ОКСИДИ

НАНОЗАРРАЛАРИНИНГ ШАКЛЛАНИШИ ВА

УЛАРНИНГ МОРФОЛОГИК ХУСУСИЯТЛАРИ

Саримсаков Абдушкур Абдухалилович1,

техника фанлари доктори, профессор;

Юнусов Гайдар Эргашович1,

техника фанлари доктори, катта илмий ходим;

Мирхолисов Мирафзал Музаффар угли1,

кичик илмий ходим;

Агабеков Владимир Енокович2,

академик, кимё фанлари доктори, профессор;

Игнатович Жанна Владимировна2,

кимё фанлари номзоди, илмий ишлар буйича директор уринбосари;

Авдеева Екатерина Владимировна2,

илмий ходим;

Петкевич Анна Василевна2,

илмий ходим;

Шумская Елена Евгеневна2,

илмий ходим

1Узбекистон Республикаси Фанлар академияси

Полимерлар кимёси ва физикаси институти

2"Беларус Миллий Фанлар Академиясининг

Янги материаллар кимёси институти" давлат илмий муассасаси

Аннотация. Мазкур мацолада алмашиниш даражаси 0.80-0.85 ва полимерланиш даражаси

950-1050 булган тозаланган натрий-карбокси-метилцеллюлоза (Na-КМЦ) ва рух нитрат крис-таллогидрати (Zn(NO)26H2O) эритмаларидан кимёвий усул ёрдамида, 80 °С х^ароратда, тарки-бида турли улчамли, рух оксиди (ZnO) нанозар-ралари тутган полимерметаллокомплексларни синтез килиш шароитлари аникланган. Тарки-бида турли улчам ва шаклли баркарор ZnO на-нозарралари тутган Na-КМЦ намуналарининг физик-кимёвий хоссалари И^-Фурье спектроскопия, атом куч микроскопия, рентген дифракто-метрик анализ усуллари оркали аникланди.

Калит сузлар: гидрогел, натрий-карбокси-метилцеллюлоза, нанозарралар, алмашиниш даражаси, полимерланиш даражаси, рух оксиди, кимёвий усул.

FORMING OF ZINC OXIDE NANOPARTICLES

IN AQUEOUS SOLUTIONS OF CARBOXYMETHYLCELLULOSE AND THEIR MORPHOLOGICAL CHARACTERISTICS

Sarymsakov Abdushkur Abdukhalilovich1,

Doctor of Technical Sciences, Professor;

Yunusov Khaydar Ergashоvich1,

Doctor of Technical Sciences, Senior Researcher;

Mirxolisov Mirafzal Muzaffar ugli1,

Junior Researcher;

Agabekov Vladimir Bnokovich2,

Academician, Doctor of Chemical Sciences, Professor;

Ignatovich Zhanna Vladimirovna2,

Doctor of Philosophy in Chemical Sciences (PhD);

Abdeeva Ekaterina Vladimirovna2,

Researcher;

Petkevich Anna Vasilievna2,

Researcher;

Shumskaya Blena Bvgenevna2,

Researcher

Institute of Polymer Chemistry and Physics,

Uzbekistan Academy of Sciences, Uzbekistan

2State Scientific Institution "Institute of Chemistry of New Materials of the National Academy of Sciences of Belarus"

Abstract. The article reviews conditions required for synthesis of polymer-metal compositions containing different sizes of zinc oxide nanoparticles

Преимущества жидкофазных методов, по сравнению с другими, заключаются в относительной простоте их технической реализации, экологичности, экономичности, а также относительной простоте контролирования размера и морфологии получаемых продуктов в зависимости от типа и концентрации реагентов и условий процесса. В последнее время внимание исследователей привлекают нанокомпо-зиты на основе наночастиц оксида цинка, обладающих антибактериальными свойствами [8].

Целью данной работы является исследование возможности и способов получения стабилизированных наночастиц оксида цинка в структуре полимерной матрицы - натриевой соли карбоксиметил-целлюлозы, изучение их структуры и физико-химических свойств.

Материалы и методы

Материалы. Для формирования нано-частиц оксида цинка выбраны очищенные образцы Na-КМЦ с СП = 1000, СЗ = 0,85 в качестве реакционной среды и дополнительные реагенты для синтеза - дистиллированная вода (H2O, pH = 5,4-6,6), гидроксид натрия (NaOH), кристаллогидрат азотнокислого цинка (Zn(NO3)2 х 6H2O, 99%). Растворы очищенных образцов Na-КМЦ были использованы в качестве полимерной подложки при получении наночастиц оксида цинка.

Приборы для характеристики полученных образцов. Современные приборы, такие как лабораторная центрифуга Cenlee 20K (Китай), механическая мешалка 0S20-S (Россия), магнитная мешалка MS-H280-Pro (Китай), ультразвуковой дис-пергатор UZDN-1, U-4,2 (Россия), индикаторный детектор водорода Digitalp H210 BenchtoppH/MvMeter (Китай) использованы для синтеза и исследования физико-химических характеристик наночастиц оксида цинка, сформированных в структуре растворе Na-КМЦ. Морфологию поверхностных слоев нанометаллополимеров в пленках, отлитых из растворов Na-КМЦ,

02.00.00 - КИМЁ ФАНЛАРИ 02.00.00 - ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ 02.00.00 - CHEMISTRY SCIENCES

Zn2+/КМЦ- и ZnO/КМЦ, изучали с помощью атомно-силового микроскопа Agilent-5500 (^А). Измерения проводили в контактном режиме при атмосферных условиях с использованием кремниевых контиливе-ров NSG 01.

Рентгенографические исследования образцов проводили на рентгеновском дифрактометре ДРОН - 3М с монохромати-зированным СиКа-излучением при 22 кВ и силе тока 10 мА. Образцы использовали в виде таблеток. Съемку проводили в интервале 20 = 2-52°.

Расчет степени кристалличности (СК) проводили по оценке интенсивности максимального пика и по формуле [13]:

СК = 1 . 100%, (1)

I + К1

к а

где 1к и 1а - интенсивности кристаллического рефлекса и аморфного рассеяния соответственно;

К - поправочный коэффициент.

Размер кристаллитов определяли по формуле Шеррера [9]:

кХ

- (2) вов'

где Ь - эффективный размер кристаллита (А);

А - длина волны, А = 1.5418 А; 20 - брэгговский угол (град.); к - коэффициент, зависящий от формы кристаллита, к = 0.9;

в - ширина полувысоты пика (град.). Средний размер наночастиц оксида цинка в полимерной матрице определяли методом динамического светорассеяния на приборе ZETASIZER NanoZS (Великобритания), коэффициент вариации определяли путем математического анализа соответствующих микрофотографий в программе MathCad.

Методика получения гидрогелей Na-КМЦ, содержащих ионы цинка и наночас-тицы оксида цинка

Для синтеза наночастиц оксида цинка использовали 2% водный раствор очищен-

based on purified sodium-carboxymethylcellulose (Na-CMC) with degrees of substitution 0,80-0,85 and polymerization 950-1050 and zinc nitrate crystalhydrate (Zn(NO3)2^-6H2O) solutions using a chemical method at 80 °C. Physicochemical properties of Na-CMC samples containing stable zinc oxide nanoparticles of various sizes and shapes were determined by FTIR spectroscopy, atomic force microscopy, X-ray diffractometric analysis.

Keywords: hydrogel, sodium-carboxymethyl-cellulose, nanoparticles, degree of substitution, degree of polymerization, zinc oxide, chemical method.

ной №-КМЦ с СЗ = 0,85, СП = 1000 и расчетное количество водных растворов Zn(NO3)2 х 6Н20 с концентрацией 0,01-0,1 М.

На первом этапе исследования приготовлен 2% водный раствор очищенной №-КМЦ, который был разделен на растворенную и гелевую фракции посредством центрифугирования в течение 15 мин. со скоростью 8 000 об/мин.

К растворенной фракции очищенной соли №-КМЦ при рН = 7,25 по каплям добавляли различные объемы (3-10 мл) водного раствора соли Zn(NO3)2 с концентрацией 0,1 М при рН = 4.31, температуре 25 оС и механическом перемешивании со скоростью 800 об/мин. в течение 25 мин. до образования гидрогеля.

К полученному гидрогелю Zn2+КMЦ- добавляли различные объемы (0,1-0,5 мл) водных растворов щелочи (№ОН) с концентрацией 0,1 М при рН = 12,92 до достижения показателя среды раствора рН = 8 и в течение 30 мин. механически перемешивали при температуре 25 оС со скоростью 800 об/мин.

Для синтеза оксида цинка реакции приводили при температуре 80 оС в магнитной мешалке со скоростью 800 об/ мин.

Для обеспечения однородности и полидисперсности наночастиц, полученных в матрице №-КМЦ, наночастицы оксида цинка подвергали ультразвуковому диспергированию в течение 20 мин. на диспергаторе УЗДН-1,У-4,2 (Россия).

02.00.00 - КИМЕ ФАНЛАРИ 02.00.00 - ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ 02.00.00 - CHEMISTRY SCIENCES

Для сравнения были приготовлены гидрогели №-КМЦ и гидрогели №-КМЦ, содержащие ионы цинка. Из гидрогелиевых образцов №-КМЦ, Zn2+КМЦ- и ZnO/КМЦ получены пленки и проведены физико-химические исследования.

Результаты исследования Очищенная соль №-КМЦ в водных растворах диссоциируется на катионы №+ и анионы КМЦ-, а азотнокислая соль цинка -на ионы Zn2+ и 2NO3-.

При смешивании этих растворов ионы

Zn2+ связываются с карбоксильными анионами (-CH2COO-) соли Na-КМЦ.

Спаренные электроны на 4s-орбитали ионов цинка (II) возбуждаются и переходят в пустые ячейки 4р-орбитали, а ионы цинка замещаются ионами натрия очищенной соли Na-КМЦ, образуя ионно-координаци-онную связь с одинарными электронами на 2р-орбитали карбоксильной группы кислорода (-COO-) [10].

Реакция замещения протекает следующим образом (реакция 1):

CHOC^C^

Zn(NQ>"

CHOCH2C^

г

Zn

L

C^OC^^

о

Zn

Zn

CHOC^C^

CHOC^C4

H^

■ NaNO,

>5

C5H7O4-CH2OCH2COONa]n + nZn2+^ [Zn(C5H7O4-CH2OCH2COO)2]n + nNa+

Реакция 1. Предполагаемая схема и реакция взаимодействия №-КМЦ с солями Zn(NO3)2

При добавлении гидроксида натрия в рас- В результате реакции гидрооксид нат-

твор №-КМЦ образуются ионы ОН-, поэтому рия, обладающий ярко выраженным основ-

его водородный показатель увеличивается ным свойством, быстро реагирует с ионами

до рН = 8. При добавлении цинка карбокси- цинка, в результате чего раствор становит-

метилцеллюлоза взаимодействует с ионами ся белым, что характеризует образование

ОН- с образованием гидроксида Zn(OH)2. Zn(OH)2 в растворах №-КМЦ (реакция 2):

^п(С5Н704-СН20СН2С00)2]п+2№0Н= Zn(OH)2+[C5H7O4-CH2OCH2COONa]n Реакция 2. Реакция образования гидроксида цинка

Из литературы известно, что термическая деструкция водного раствора соли №-КМЦ при нагревании происходит в интервале температур 168-350 оС [11]. При нагревании гидрогелия №-КМЦ до температуры 80 оС гидроксид цинка разлагается на ZnO и воду:

Zn(OH)2

ZnO + H2O

Реакция 3. Реакция образования оксида цинка в растворе Na-КМЦ

Карбоксиметильные группы и ионы Zn2+ в макромолекуле №-КМЦ в результате реакции соединяются с образованием ионно-, координационных связей, и при нагревании до температуры 80 0С образуются наночастицы (НЧ) ZnO (рис. 1).

Для контроля размера наночастиц ZnO, образующихся в гидрогелях №-КМЦ, и обеспечения однородности образующихся НЧ ZnO систему №-КМЦ^пО обрабатывали в ультразвуковом диспергаторе при 44 кГц в течение 20 мин.

n

n

Ыа О

ON а

Рис. 1. Предполагаемый механизм образования Na-КМЦ/ZnO из системы №-КМЦ^п2+ УЗ-диспергированием

Как видно из рисунка 1, наночастицы ZnO, образующиеся в матрице №-КМЦ при воздействии ультразвукового излучения на №-КМЦ^п2+, стабилизируются за счет электростатического взаимодействия водородных связей [12].

Далее при добавлении 10 мл 0,1 М водного раствора Zn(NO3)2 к 100 мл 2% очищенной №-КМЦ при 25 °С после 25-минутного механического перемешивания водородный показатель достигал значения рН = 6,37 (рис. 2а).

При механическом перемешивании в течение 30 мин. раствор Zn2+КМЦ- был тит-

рован с помощью 30 мл 0,1 М раствора щелочи (№ОН), при этом окраска раствора становится белой, а водородный показатель рН = 8 (рис. 2б).

Увеличение рН раствора с 6,37 до 8 приводит к появлению белого осадка, что свидетельствуют об образовании в системе гидроксида цинка Zn(OH)2.

Для синтеза наночастиц ZnO в гидрогеле №-КМЦ из Zn(OH)2 реакционную смесь механически перемешивали в течение 2 ч при температуре 80 0С, в результате чего был получен раствор с показателем преломления при значении рН = 7,45 (рис. 2в) .

а) 100 мл Na-КМЦ добавляли 10 мл Zn(NO3)2, перемешивали в течение 25 мин. и доводили до pH=6,37 с образованием Zn2+KMЦ-

б) Zn2KMЦ- добавляли 13 мл NaOH, перемешивали в течение 30 мин. и доводили до pH=8,02 с образованием Zn(OH)2

30

60 t, мин

90

120

150

в) Zn(OH)2 перемешивали в течение 120 мин. при температуре 80 °С до рН=7,45

с образованием ZnO

Рис. 2. Влияние времени синтеза на рН раствора при образовании

НЧ ZnO в растворах №-КМЦ

С целью определения связи карбокси-метильных групп с ионами 7п2+ в макромолекуле Ш-КМЦ в растворе были проведены ИК-Фурье спектроскопические исследования пленок, отлитых из гидрогелей Ш-КМЦ, 7п2+КМЦ" и 7пО/КМЦ.

Спектры полученных пленок находились в диапазоне длин волн 400-4000 см-1;

состав НЧ 7пО и структуру молекул в пленке определяли путем воздействия на электронный поток инфракрасных лучей (рис. 3).

Как видно из рисунка 3а, максимум полосы поглощения карбоксиметил-аниона в очищенных макромолекулах Ш-КМЦ наблюдается в области 1602,70 см-1.

в О

4000

Длина волны, см-1 Рис. 3. ИК-Фурье спектры образцов очищенных №-КМЦ (а); №-КМЦ, содержащих ионы цинка (Ь) и наночастицы оксида цинка (с)

При замещении катионов натрия (№+) на катионы цинка (7п2+) в макромолекуле

КМЦ интенсивность полосы поглощения увеличилась до 1 623,79 см-1.

Как видно на рис. 3Ь, в спектре появляется новый пик с длиной волны 475,15 см-1, что характерно для пленок ZnO/KMЦ и подтверждается в литературе, а именно, длина волны в диапазоне 400-600 см-1 принадлежит НЧ ZnO [13].

В ИК-спектре полоса поглощения в области 3 445,20 см-1 относится к группе (-ОН), и ее длина волны изменилась до

3 449,43 см-1 за счет образования водородных связей между атомами ОН и НЧ ZnO (рис. 3с). Кроме того, на рисунках 3Ь, 3с также наблюдается новый пик в области колебаний 827,15 см-1, который, в свою очередь, принадлежит ионам N0^. Значения, полученные в результате ИК-Фурье спектроскопических исследований, представлены в таблице.

Таблица

Результаты ИК-Фурье спектроскопии полученных пленок

Образцы O-H, C-H, C=O, CH2COO-, COOZn2+, C-O-C, С-О, NO3-, ZnO,

пленок см-1 см-1 см-1 см-1 см-1 см-1 см-1 см-1 см-1

Na-КМЦ 3445 2922 1060 1602 - 1328 1271 - -

Zn2+/KM^ 3446 2923 1060 1623 1385 1328 1270 827 -

ZnO/КМЦ 3449 2923 1060 1623 1385 1327 1270 827 475

Далее были проведены рентгено-структурные исследования образцов пленок №-КМЦ, содержащих НЧ Zn0, с использованием Си Ка - излучения (1,54059 А).

Как видно на рисунке 4с, в пленках КМЦ и Zn0/KMЦ было замечено, что 26 = 31.841о, 34.507о, 36.324о, 47.592о, 56.634о,

66.426о, 67.983о, 69.091о, 76.987о - градусы, наблюдаемые в гексагональных кристаллах оксида цинка.

Также видно, что в пленке Zn0/KMЦ (рис. 4Ь) деформационные колебания достигаются при 31,841° и 36,324°, генерируя высокоинтенсивные кристаллические плоскости (100) и (102).

а. Nа-КМЦ. Ь. ZnО/КМЦ (Na-KMЦ:Zn(NO3)2 100:3). с. ZnО/КМЦ ^а-КМЦ-2п^О)2 100:6)

Рис. 4. Результаты рентгеноструктурного анализа пленок №-КМЦ, содержащих наночастицы оксида цинка

02.00.00 - КИМЕ ФАНЛАРИ 02.00.00 - ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ 02.00.00 - CHEMISTRY SCIENCES

Интенсивность волновых колебаний в кристаллическом состоянии наночастиц ZnO, сформированных в пленках Na-КМЦ, и расстояние между 2-й точкой и пиками рассчитывали на основе программы Mathcad professional. Для определения кристаллической структуры использовали формула Дебая-Шеррера (К = 0,9]:

D = 0,9A/ßcos6.

(3)

Далее для определения формы, раз мера и морфологии НЧ 7пО, сформи

рованных в матрице пленок ^-КМЦ, проведены АСМ-исследования. Измерения проводились при атмосферных условиях в кремниевом контиливере NSG 01 и контактном режиме. Полученные результаты приведены на рисунке 5.

Как видно на рисунках 5Ь и 5с, при добавлении 2-4 мл 0,01 М раствора 7п^03]2 в пенках формируются сферические нано-частицы оксида цинка размером 10-24 нм и незначительное количество игольчатой формы.

а - пленки Na-КМЦ

b - Na-КМЦ : Zn^O^ (0.01 М 2 мл) / 0.001632% ZnO

с - Na-КМЦ : Zn(NO3^ (0.01 М 4 мл)/0.00324% ZnO

d - Na-КМЦ : Zn^O^ (0.01 М 6 мл)/0.00486% ZnO

Na-КМЦ : Zn(NO3^ (0.01 М 8 мл) /0.00648%ZnO

f - Na-КМЦ : Z^NO^ (0.01 М 10 мл)/0.0081% ZnO

Рис. 5. Результаты АСМ-исследований пленок Na-КМЦ, содержащих наночастицы ZnO

e

С увеличением объема 0,01 М раствора нитрата цинка до 6-8 мл в пленке Ш-КМЦ образуются более крупные сферические наночастицы 7п0 размером 14-34 нм и незначительно игольчатой формы (рис. 5d).

При увеличении объема 0,01 М раствора до 10 мл в пленке Ш-КМЦ наночастицы 7п0 сферической формы преобразуются в бесформенные наночастицы, и их толщина составляет 20-45 нм, а диаметр равен 30-60 нм (рис. 5е, 5^.

Выводы

В работе показано, что полимерметал-

локомплексы карбоксиметилцеллюлозы с оксидом цинка, впервые синтезированные при взаимодействии растворов очищенных солей Ш-КМЦ и 7п^Оз)2, образуют ионные координационные связи.

ИК-Фурье спектроскопическими исследованиями показана возможность синтеза полимерметаллокомплекса 7п2+КМЦ- в результате взаимодействия Ш-КМЦ с солями

Впервые определены условия синтеза наночастиц 7п0 из солей химичес-

кими методами в растворах Ш-КМЦ.

Установлено, что возможность синтеза наночастиц оксида цинка различного размера и формы в структуре очищенных растворов №-КМЦ зависит от первоначальных условий реакции и соотношения компонентов.

Физико-химические свойства наночас-тиц оксида цинка различных размеров и форм исследованы методами ИК-Фурье спектроскопии, атомно-силовой микроскопии и рентгеноструктурного анализа.

Гидрогели №-КМЦ, содержащие НЧ Zn0, могут найти широкое применение в медицинской практике в качестве препаратов с биодеградируемыми и антибакте-

риальными свойствами, а также для создания воздухопроницаемых материалов с противовирусными и антибактериальными свойствами.

Работа выполнена при финансовой поддержке международного проекта Узбекистан - Белоруссия № MRB-2021-548 «Создание модифицированных органическими и полимер-неорганическими покрытиями волокнистых материалов различного функционального назначения» (01.12.2021 - 30.11.2023) Министерства инновационного развития Республики Узбекистан.

REFERENCES

1. Barhate R.S., Sundarrajan S., Pliszka D., Ramakrishna S. Fine chemical processing: The potential of nanofibres in filtration. Filtration And Separation, 2008, no. 45 (4), pp. 32-35.

2. Brown R.C., Wake D. Air filtration by interception - theory and experiment. Aerosol Science, 1991, no. 22 (2), pp. 181-186.

3. Vaughan N.P., Brown R.C. Observations of the microscopic structure of fibrous filters. Filtration and Separation, 1996, September, pp. 741-748.

4. Wake D., Redmayne A.C., Thorpe A., Gould J.R., Brown R.C., Crook B. Sizing and filtration of microbiological aerosols. Aerosol Science, 1995, no. 26 (S1), pp. 529-530.

5. Foarde K.K. Methodology to perform clean air delivery rate type determinations with microbiological aerosols. Aerosol Science and Technology, 1999, no. 30 (2), pp. 235-245.

6. Chavali M.S., Nikolova M.P. Metal oxide nanoparticles and their applications in nanotechnology. Applied Sciences, 2019, no. 1 (6), pp. 4-12.

7. Hashem M., Sharaf S., Abdel-Hady M.M., Hebeish A. Synthesis and characterization of novel carboxymethylcellulose hydrogels and carboxymethylcellulolse-hydrogel-ZnO-nanocomposites. Carbohyd. Polym, 2013, no. 95, pp. 1-28.

8. Sirelkhatim A., Mahmud S., Seeni A., M.Kaus N.H., Ann L.C., Bakhori S.K., Mohamad M.D. Review on zinc oxide nanoparticles: antibacterial activity and toxicity mechanism. Nano-Micro Letters, 2015, no. 7 (3), pp. 219-242.

9. Martinov М.А., Vilegjanina K.A. Rentgenografiya polimerov [X-Ray of Polymers]. Toolkit for Industrial Laboratories. Leningrad, Himiya, 1972, p. 30.

10. Manoj V., Karthika M., Praveen V.S.R. Synthesis of ZnO nanoparticles using carboxymethyl cellulose hydrogel. Science Alert, 2014, pp. 798-803.

11. Akram M., Taha I., Ghobashy M.M. Low temperature pyrolysis of carboxymethylcellulose. Cellulose, 2016, no. 23 (3), pp. 1713-1724.

12. Priyadarshi R., Kumar B., Rhim J.W. Green and facile synthesis of carboxymethylcellulose/ZnO nanocomposite hydrogels crosslinked with Zn2+ ions. International Journal of Biological Macromolecules, 2020, pp. 1-25.

13. Gordon T., Perlstein B., Houbara O., Felner I., Banin E., Margel S. Synthesis and characterization of zinc/iron oxide composite nanoparticles and their antibacterial properties. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2011, no. 374 (1-3), pp. 1-8.

Рецензент: Хусенов А.Ш., д.х.н., доцент, зав. кафедрой "Технология целлюлозы и деревообработки", Ташкентский химико-технологический институт.