Исследование адсорбционных свойств наноалмаза с гидрированной поверхностью

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Воздействие на поверхностные свойства путем направленного модифицирования является одним из способов получения новых наноматериалов. Поверхность детонационного наноалмаза может быть модифицирована, например, путем обработки газообразным водородом. В настоящей работе методом обращенной газовой хроматографии исследованы адсорбционные свойства наноалмаза с гидрированной поверхностью и сопоставлены с аналогичными свойствами исходного детонационного наноалмаза. Измерены удельные объемы удерживания V и дифференциально-молярные изостерические теплоты адсорбции воды и гептана qst. Установлено, что величины V и для воды, и для гептана в несколько раз превышают свойства исходного детонационного наноалмаза. Это свидетельствует о том, что дополнительная обработка поверхности увеличивает плотность (на единицу поверхности) функциональных групп, обеспечивающих адсорбционное взаимодействие поверхности как с водой, так и с гептаном. При этом теплота адсорбции при максимальной концентрации адсорбата в газовой фазе в случае воды повысилась с -31,6 кДж/моль до -36,3 кДж/моль, а в случае гептана - практически не изменилась и составила –49,5 кДж/моль. Установлено, что гидрирование поверхности наноалмаза изменяет природу адсорбционных центров, ответственных за удерживание воды.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Д. И. Ярыкин

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Author for correspondence.
Email: d.yarykin@rambler.ru
Russian Federation, Ленинский проспект, д. 31, к. 4, Москва, 119071

В. Ю. Конюхов

Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева

Email: d.yarykin@rambler.ru
Russian Federation, Миусская площадь, д. 9, Москва, 125047

Б. В. Спицын

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Email: d.yarykin@rambler.ru
Russian Federation, Ленинский проспект, д. 31, к. 4, Москва, 119071

References

  1. Долматов В.Ю. Детонационные наноалмазы. Получение, свойства, применение. СПб.: НПО “Профессионал”. 2011. 536 с.
  2. Reina G. et al. // Angew. Chemie Int. Ed. 2019. V. 58. № 50. P. 17918.
  3. Долматов В.Ю. // Сверхтвердые материалы. 1998. № 4. С. 77.
  4. Торопов А.Д., Детков П.Я., Чухаева С.И. // Гальванотехника и обработка поверхности. 1999. Т. 7. № 3. С. 14.
  5. Тимошков Ю.В. и др. // Гальванотехника и обработка поверхности. 1999. Т. 7. № 2. С. 20.
  6. Долматов В.Ю., Буркат Г.К. // Сверхтвердые материалы. 2000. № 1. С. 84.
  7. Kazi S. // Int. J. Pharm. Sci. Invent. 2014. V. 3. P. 2319.
  8. Jariwala D.H., Patel D., Wairkar S. // Mater. Sci. Eng. C. 2020. V. 113. P. 110996.
  9. Uthappa U.T. et al. // J. Drug Deliv. Sci. Technol. 2020. V. 60. P. 101993.
  10. Сакович Г.В., Губаревич В.Д., Бадаев Ф.З. // ДАН СССР. 1990. Т. 310. № 2. С. 402.
  11. Spitsyn B.V. et al. // Diam. Relat. Mater. 2006. V. 15. P. 296.
  12. Кулакова И.И. // ФТТ. 2004. Т. 46. № 4. С. 621.
  13. Долматов В.Ю. // Успехи химии. 2007. Т. 76. № 4. С. 375.
  14. Schrand A.M., Hens S.A.C., Shenderova O.A. // Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 2009. V. 34. P. 18.
  15. Tsubota T. et al. // Diam. Relat. Mater. 2000. V. 9. № 2. P. 219.
  16. Tsubota T. et al. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2002. V. 4. № 5. P. 806.
  17. Tsubota T. et al. // Diam. Relat. Mater. 2002. V. 11. № 7. P. 1360.
  18. Конюхов В.Ю. // ЖПХ. 2000. Т. 73. № 4. С. 563.
  19. Конюхов В.Ю. Хроматография. М.: Лань, 2012, 223 с.
  20. Белякова Л.Д. и др. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2008. Т. 8. № 1. С. 66.
  21. Паркаева С.А., Белякова Л.Д., Ларионов О.Г. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2010. Т. 10. № 2. С. 283.
  22. Yarykin D.I. et al. // Prot. Met. Phys. Chem. Surf. 2022. V. 58. № 6. P. 1206.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Рис. 1. Изотермические адсорбционные воды (а) и гептана (б) на самом деле представляют собой различный термометр.: 1 – 40°, 2 – 50°, 3 – 60°, 4 – 80°, 5 – 100°, 6 – 120°, 7 – 130°, 8 – 140°С.

Download (172KB)
3. Fig. 2. Isotherms of heptane adsorption on HA in linear coordinates of the Langmuir isotherm at various temperatures: 1 – 90°, 2 – 110°, 3 – 120°, 4 – 130°, 5 – 140°C.

Download (85KB)
4. 3. Dependence of the adsorption coefficient b on the temperature T in linear coordinates of the Van 't-Hoff isobar for heptane.

Download (43KB)
5. 4. Graph of the dependence of the given specific retention volume on temperature: 1 – for heptane, 2 – for water.

Download (63KB)
6. Fig. 5. Fourier-IR spectra in the diffuse reflection mode for 1–initial detonation HA, 2–HA with a hydrogenated surface.

Download (86KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences