Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0824U002949, Дисертація доктора філософії На здобуття Доктор філософії Дата захисту 28-08-2024 Статус Наказ про видачу диплома Назва роботи Формування агрегатів фулерену С70 та коагуляція електролітами в розчинниках різної природи Здобувач Марфунін Микита Олексійович, Керівник Мчедлов-Петросян Микола Отарович Опонент Міщук Наталія Олексіївна Опонент Желєзний Віталій Петрович Рецензент Водолазька Наталія Олександрівна Рецензент Кириченко Олександр Васильович Опис Здебільшого наявні дослідження фулеренів у неводних середовищах стосуються визначення деяких фізико-хімічних параметрів (наприклад, розчинності) та агрегації (структура кластерів, наявність фрактальної структури, розмір агрегатів, оборотність агрегації чи кінетика процесу). Коагуляція фулеренів електролітами у неводному середовищі, на відміну від гідрозолів та водних суспензій, є вкрай мало дослідженою, за цією темою працює лише відносно невелике коло науковців. Отже, метою дисертаційної роботи було виявлення особливостей формування агрегатів фулерену С70 та коагуляції електролітами в розчинниках різної природи. Досліджено особливості агрегації та коагуляції електролітами різних типів фулерену С70 у розчинниках різної природи (з широким діапазоном відносної діелектричної проникності, , можливістю виступати донором водневого зв’язку, кислотністю та основністю, тощо), а також у їх сумішах. Аналіз результатів проведено з використанням класичної та модифікованої теорії ДЛФО. Додатково було вивчено деякі особливості поведінки фулерену С60 у низці систем — як для порівняння з С70, так і для виявлення загальних властивостей фулеренів. Для дослідження було обрано розчини фулеренів у наступних індивідуальних та змішаних розчинниках: н-гексан, ДМСО, ДМФА, вода, метанол–толуен, н-гексан–метанол, ацетонітрил–толуен, ДМСО–бензен, ДМСО–вода, ацетонітрил–бензен–ДМСО та ДМФА–вода. Для проведення експерименту та обробки результатів використано наступні методи та підходи: 1) Спектрофотометрія (спектроскопія в УФ- та видимої області): для дослідження змін, спричинених сольватацією, агрегацію та коагуляцією отриманих систем. 2) Динамічне розсіювання світла (ДРС): для отримання даних про розміри, електрокінетичні потенціали, а також динаміку їх змін за різних умов. 3) Моделювання діаграм Гамакера у рамках теорії ДЛФО: для визначення констант Гамакера, AFF. Загалом використання ДЛФО дозволяє оцінити значення констант взаємодії фулерен–фулерен (константи Гамакера), виходячи зі значень ПШК та за умов коагуляції в ацетонітрилі та метанолі з 10 % толуену. Отримані значення мають широкий довірчий інтервал і узгоджуються зі значеннями, що отримано іншими авторами. Значення константи Гамакера склали: (5,8 – 20,2) × 10–20 Дж у суміші ацетонітрил–толуен 9 : 1 та (5,7 – 7,0) × 10–20 Дж для гідрозолів фулерену. В той же час, у випадку відбору систем з найбільш надійними результатами, значення АFF склали (16,0 – 16,6) × 10–20 Дж. Аналіз отриманих результатів показав, що у осно́вних розчинниках спостерігається наявність додаткового стабілізуючого фактору, що не врахований класичною ДЛФО. Вірогідно, що таким фактором є структурний фактор, пов’язаний з сильною сольватацією поверхні наночастинок. Це добре узгоджується з уявленнями про взаємодію фулеренів (що є кислотами за Льюісом) з електронодонорними розчинниками, що добре узгоджується з показаною легкістю отримання дисперсій фулерену у ДМСО, ДМФА та їм подібних розчинниках. Це також підтверджується великими значеннями ПШК золів фулеренів у воді, ДМСО та сумішах, що їх містять. Таким чином, було виявлено ключові особливості формування агрегатів фулерену С70 та їх поведінки в розчинниках різної природи: в воді, метанолі, ацетонітрилі, ДМСО та ДМФА, а також у деяких бінарних та тернарних рідких системах, включаючи коагуляцію органо-, гідро- та органогідрозолів під дією електролітів. Показано, що на коагулятивну стійкість мають вагомий вплив наступні фактори: — Особливості катіонів. Заряд, розмір та можливість делокалізації заряду суттєво впливають на сольватацію і, як наслідок, адсорбцію катіонів на поверхню. Особливу роль відіграють протони, взаємодія яких з поверхнею агрегатів нагадує кислотно-основну взаємодію. — Сольватація поверхні наночастинок фулерену. У присутності осно́вних розчинників поверхня агрегатів фулерену краще сольватована, що підвищує коагулятивну стійкість золів. Практичне використання одержаних результатів: 1) Одержані відомості про електрокінетичні потенціали (в тому числі можливість перезарядження колоїдних агрегатів) можуть бути використані для прогнозування транспортних властивостей та поведінки фулеренів у електрохімічних процесах. 2) Запропоновано метод отримання золів у ДМСО та сумішах ДМСО–вода, які є досить стабільними та нетоксичними, що потенційно може бути використано у медицині. 3) Підхід до оцінювання констант Гамакера, розроблений на прикладі фулеренів, дозволить покращити розуміння та прогнозування стабільності золів інших нановуглецевих структур (вуглецеві нанотрубки, графен, наноалмази). Дата реєстрації 2024-08-30 Додано в НРАТ 2024-08-30 Закрити