Розроблено підхід до оцінювання властивостей приповерхневого шару комплексотвірних хімічно модифікованих кремнеземів на підставі результатів кількісно-хімічного аналізу та зондування сольватохромними бетаїновими індикаторами Райхардта, що дозволяє більш повно охарактеризувати кислотність, полярність і неоднорідність приверхневого шару гібридних матеріалів. Установлено, що реакції, які відбуваються у цьому шарі кремнезмів, модифікованих аліфатичними амінами та N-бензоїл-N-фенілгідроксиламіном, супроводжуються гомосупряженням останніх (прояв ефектів кооперативності) та відбувається на енергетично неоднорідних центрах. Реакції перебігають зі зростанням ентропії, за міцного зв'язування протиіонів у заряджених центрах та є слабко ендотермічними процесами. Особливості перебігу реакцій на поверхні зумовлені станом приповерхневого шару (неоднорідністю прищеплення та неповною гідратацією реагентів). Кооперативні ефекти нівелюються за підвищення температури. Зондування амінокремнеземів сольватохромними індикаторами доводить існування у приповерхневому шарі ділянок, неоднорідних за кислотністю та полярністю, а також подібність полярності його сердовища до полярності органічних розчинників. Зондування сольватохромними індикаторами поверхні силікагелю з прищепленими групами амінодифосфонової кислоти доводить наявність на поверхні ділянок, що відрізняються за полярністю та кислотністю, що підтверджує зростання неоднорідності поверхні у разі її модифікації за реакціями поверхневої зборки.

  Скачати повний текст

Досліджено особливості електронної взаємодії складних органічих сполук з поверхнею бінарних нанорозмірних титанокремнеземних композитів. Установлено взаємозв'язок між їх фотокаталітичною активністю у реакціях фотомінералізації органічних токсичних сполук і вмістом діоксиду титану, структурою та фотоелектрохімічними характеристиками. Проведено систематичне дослідження залежності спектрально-люмінесцентних властивостей адсорбованих органічних молекул від вмісту діоксиду титану в матеріалах. Вивчено вплив діоксиду титану у титанокремнеземах на процеси фотоіндукованого між- та внутрішньомолекулярного переносу електрону в адсорбованих Twist Intramolecular Charge Trasfer (TICT) молекулах і молекулярній парі антрацен (An) - диметиланілін (DMA). Показано, що кислотні центри поверхні сприяють фіксації молекул і перешкоджають конформаційним змінам молекул та їх взаємній дифузії, повністю змінюючи їх фотохімічні та фотофізичні властивості. Вивчено проміжні продукти фотолізу піренметанолу й антрацену та пари антрацен-диметиланілін на поверхні титанокремнеземів під дією лазерного опромінення та виявлено утворення триплету та катіон-радикалу, які є інтермедіатами процесів окиснення аценів. Установлено важливу роль адсорбції як первинної стадії фотокаталізу.

  Скачати повний текст

Вперше застосовано схему квантово-хімічного опису термодинамічних параметрів кластеризації ПАР на поверхні поділу фаз вода\повітря, яку розроблено раніше й апробовано на класах дифільних речовин з однією функціональною групою. Розраховані значення геометричних параметрів елементарних комірок гомо- та гетерохіральних 2D-кластерів добре узгоджуються з існуючими експериментальними даними рентгеноструктурного аналізу та вказують на те, що 2D-плівка, одержана з рацемічної суміші, є істинно рацемічною сполукою, а не суміш окремих доменів енантіомерів. Показано, що термодинамічні параметри утворення та кластеризації альфа-амінокислот можуть бути розраховані у межах суперпозиційно-адитивного підходу на основі відповідальних параметрів амінів, карбонових кислот та алканів.

  Скачати повний текст

Вивчено фізико-хімічні закономірності міжмолекулярної взаємодії у водних системах на основі поліметакрилової кислоти (ПМАК) та поверхнево-активних речовин (ПАР) різної природи. Зроблено оцінку рушійних сил міжмолекулярної взаємодії ПМАК-ПАР та проведено розрахунок термодинамічних показників процесу зв'язування (його параметра, уявної константи, стандартної вільної енергії Гіббса, ентальпії та ентропії). Показано, що взаємодія ПМАК-Triton X-100 є екзотермічним процесом, а утворення полімер-сурфактантних комплексів у досліджуваних системах є термодинамічно вигідним. Підтверджено різний характер зв'язування ПМАК-ПАР залежно від природи поверхнево-активної речовини. Встановлено провідну роль карбоксильної групи ПМАК в процесах полімер-сурфактантної взаємодії. Запропоновано моделі взаємодії поверхнево-активних речовин різної природи з поліметакриловою кислотою, які враховують стадійний характер взаємодії та зміну структури полімер-сурфактантних комплексів залежно від концентрації ПАР. Встановлено, що солюбілізація левоміцетину в системах ПМАК-Triton X-100 та ПМАК-бензилдиметил-(2-(2-(n-1,1,3,3-тетраметил бутилфенокси)етокси)етил)амоній хлорид викликає суттєве підсилення його бактерицидної дії.

  Скачати повний текст

Проведено порівняльне дослідження структурно-сорбційних властивостей каолініту та гідрослюди, заміщених катіонною поверхнево-активною речовиною (ПАР) - бромідом цетилпіридинію (ЦПБ) і катіонним поліелектролітом - гідрохлоридом полігексаметиленгуанідину (ПГМГ-ГХ). Для з'ясування механізмів адсорбції ПАР і барвників на цих сорбентах застосовано новий підхід, що полягає у паралельному дослідженні взаємодії сорбату з модифікатором у водному розчині та на поверхні сорбенту. Встановлено механізми взаємодії органічних речовин аніонної, катіонної та неіоногенної природи у водних розчинах і на поверхні ЦПБ- і ПГМГ-ГХ-заміщених шаруватих силікатів. Виявлено, що в залежності від будови сорбату та модифікатора адсорбція відбувається за рахунок утворення асоціатів сорбатів/модифікаторів, гідрофобної взаємодії, іонного обміну. Розроблено сорбент для вилучення неіногенних ПАР з водного середовища, а також методику твердофазно-фотометричного визначення прямого червоного в природних водах.

  Скачати повний текст

Містяться результати теоретичних та експериментальних досліджень процесу флотоекстракційного виділення поверхнево-активних речовин (ПАР). Були встановлені основні фізико-хімічні закономірності флотоекстракційного виділення ПАР, розроблені теоретичні основи очистки стічних вод цим методом.

  Скачати повний текст

Експериментально досліджено деструкції поверхнево-активних речовин у водних розчинах і емульсій масло - вода, стабілізованих аніонними поверхнево-активними речовинами, за допомогою нерівноважної плазми несамостійного дугового розряду. Визначено оптимальні умови перебігу процесів та проведено оцінку енергозатрат для досягнення ступеня руйнування поверхнево-активних речовин (ПАР) до 90 % та емульсій - до 60 %. Показано, що дифільні властивості молекул ПАР можна використовувати для проведення реакцій їх взаємодії з органічними барвниками у водних розчинах та на поверхні високодисперсних силікагелів. Запропоновано фотометричний та сорбційно-тестовий методи визначення концентрації ПАР з використанням силікагелю та цинкону, а також сорбційно-спектроскопічний з застосуванням силікагелю та тіазинового червоного.

  Скачати повний текст

Розроблено наукові засади хімічного конструювання багаторівневих магніточутливих поліфункціональних нанокомпозитів, досліджено їх фізико-хімічні властивості. Наведено методику модифікації поверхні нанорозмірного магнетиту поліакриламідом у плазмі високочастотного розряду. З використанням фізико-хімічних методів досліджено структуру та властивості одержаних нанокомпозитів. Показано, що модифікація поверхні призводить до покращання сорбційних, міцнісних і термостабільних характеристик нанокомпозитів у порівнянні з вихідним магнетитом. Проведено вибір перспективних хімічних речовин для іммобілізації на поверхні нанокомпозитів з метою застосування в медицині та біології. Здійснено апробацію одержаних результатів шляхом дослідження взаємодії у системі нанокомпозит - біологічний об'єкт.

  Скачати повний текст

Досліджено флуоресцентну поведінку органічних молекул різної донорно-акцепторної природи на поверхні колоїдів і порошків титанокремнезему. Виявлено визначальну роль адсорбції даних молекул на активних центрах поверхні у процесах між- і внутрішньомолекулярного фотопереносу електрона. Встановлено, що гасіння флуоресценції пірену та антрацену відбувається у результаті фотоіндукованого перенесення електрона від адсорбованих молекул до іонів титану та частинок діоксиду титану. Зазначено, що механізм реакції фотоіндукованого перенесення електрона між молекулами поліацену та ароматичного аміну на поверхні титанокремнеземних композитів суттєво відрізняється від механізму даної реакції на чистому кремнеземі. Доведено, що капсулювання пірену циклоденстринами запобігає перенесенню електрона від пірену до іонів титану та частинок діоксиду титану. Виявлено, що унаслідок адсорбції ТІСТ-их молекул, похідних піразолопіридину, на "титанових" центрах поверхні відбувається блокування внутрішньомолекулярного перенесення електрона. Показано, що титанокремнеземні композити перспективні для екологічного фотокаталізу, зокрема, для фоторозкладу промислового барвника - метиленового блакитного.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено питанням дослідження процесу формування наповнених триазинвмісних напіввзаємопроникних полімерних сіток (напів-ВПС). Вивчення хімічних процесів, що протікають при синтезі наповнених кополімерів диціанату з епоксиолігомером та діізоціанату з епоксиолігомером показало, що в таких системах швидкість реакції утворення оксазолінових та оксазолідінонових циклів вища у порівнянні з ненаповненими, реакції поліциклотримеризації ціанатів і ізоціанатів сповільнюються. Показано, що введення наповнювачів у напів-ВПС, як правило, збільшує швидкість взаємодії реакційних груп у системі. Дослідження в'язкопружних властивостей наповнених напів-ВПС показало, що введення наповнювачів збільшує ступінь мікрофазового розділення компонентів напів-ВПС. Показано, що поверхнева модифікація наповнювачів істотно впливає на мікрофазове розділення у напів-ВПС.

  Скачати повний текст

Проведено спектрофотометричне вивчення різнорідної асоціації іонних форм ціанінових барвників з органічними протиіонами. Визначено стехіометричні співвідношення взаємодіючих протиіонів і термодинамічні сталі асоціації. Установлено, що міцність асоціатів може задовільно корелювати з деякими власними характеристиками органічних іонів: ентальпією гідратації, показником гідрофобності. Обговорено можливість раціонального застосування одержаного набору параметрів структур протиіонів для прогнозування можливості утворення асоціатів ціанінових хромофорів з великими органічними іонами у водному розчині. Розраховано термодинамічні характеристики процесу, які відображають істотний внесок дисперсійних і гідрофобних взаємодій. Вивчено руйнуючу дію іоногенних поверхнево-активних речовин (ПАР) на асоціати катіонних і аніонних ціанінів. Установлено властивості асоціатів, на яких базується спосіб кількісного визначення катіонних ПАР.

  Скачати повний текст

Наукове дослідження проведено шляхом моделювання з використанням спеціально розроблених комп'ютерних програм, що реалізують нові різновиди методики кінетичного Монте-Карло моделювання та удосконаленої методики моделювання дифузійних процесів за методом сіток. Встановлено, як на однорідність плівок під час рідкофазної епітаксії впливають величина переохолодження й енергія зв'язку з підкладкою. Шляхом Монте-Карло моделювання росту кристалів зі змішаних розплавів встановлено, як величина міжатомної взаэмодії різнойменних атомів впливає на структуру поверхні первинних гранних кристалів. Виявлено природу ефекту покращання адгезії до підкладки потрійного розплаву з активним В-компонентом у разі введення С-компонента, який сильно взаємодіє з основним А-компонентом і слабо взаємодіє з В-компонентом. Вперше відтворено всі стадії процесу утворення плівок з газової фази. Визначено фактори, що впливають на щільність напилених плівок, а також на контактні кути малих крапель, що зростають під час конденсації. Уперше виконано моделювання спрямованого твердіння з одночасним урахуванням анізотропії швидкості росту й поверхневого натугу. Встановлено що ця анізотропія більше впливає на розвиток збурень і сприяє утворенню більш регулярних структур. Встановлено, що теоретично очікувана стійкість фронту за дуже низьких швидкостей протягування зразка не підтверджується результатами Монте-Карло моделювання через локальні флуктуації швидкості росту, а структура кристала, що утворюється за таких умов, є вкрай недоконалою.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено закономірності змочування та міжфазної взаємодії плівок різної хімічної природи, структурного (аморних, кластерних, кристалічних) та розмірного (від мікро- до нанодіапазону) стану у контакті з різними рідкими середовищами. Показано, що наноструктурування погіршує змочуваність за рахунок принципової зміни міжфазної границі, яка для наноструктур стає гетерофазною. Поведінка рідини на такій поверхні описується рівнянням Кассі - Бакстера для гетерофазних поверхонь. Виявлено підвищену чутливість наноструктруних плівок до впливу хімічних дій, що зумовлено їх надвисокою адсорбційною здатністністю відносно водню та кисню у порівнянні з мікрокристалічними плівками й об'ємним монокристалом алмазу. Поверхня нанокристалічних алмазних плівок виявляє максимальні (з усіх вуглецевих матеріалів) гідрофобність за умов гідрогенізації (у порівнянні з вуглеводневими полімерами), гідрофільність під час окиснення та інертність до металів зі слабкою взаємодією з вуглецем. Доведено, що наноструктурування значно розширює межі варіювання капілярними характеристиками матеріалу. На підставі одержаних результатів рекомендовано впроваджувати та виробляти наноматеріали з необхідними поверхнево-капілярними властивостями для біомедицини, електрохімії, текстильної та будівельної індустрій, електронно-оптичних приладів. Спрямоване хімічне модифікування плівок дає змогу у широких межах варіювати їх змочування, забезпечувати гідрофобність чи гідрофільність, протистояти окисненню, забезпечувати корозійну стійкість у різних середовищах - морських і підземних вод, агресивних хімічних рідин і газів.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Здійснено теоретичні й експериментальні дослідження структур і властивостей самовпорядкованих надтонких (суб- і моношарових) органічних плівок (ОП), нанесених з розчину на атомно гладкі поверхні, а саме: реконструйовану грань Au (III) і базисну грань (0001) високо орієнтованого піролітичного графіту. Структурні дослідження ОП проведено безпосередньо в рідині за допомогою сканувального тунельного мікроскопа (СТМ), адаптованого до рідинного середовища. трифениленів, гексабензокороненів і силанів. Наведено приклади маніпуляцій з окремими молекулами, контрольованих електричним полем фазових перетворень і росту плівок, а також приклади створення штучних наноструктур (нанофабрикацію) за допомогою СТМ-вістря. Наведено тлумачення одержаних самовпорядкованих наноструктур у термінах адсорбційної та латеральної взаємодій.

  Скачати повний текст

Висвітлено результати теоретичної оцінки можливостей проведення хімічного збирання на частково триметилсилільованій поверхні за участю кремнійорганічних сполук та результати експериментальних досліджень термостимульованих хімічних перетворень на поверхні метилсилільованих кремнеземів. Встановлено, що енергії активації утворення метану та етилену внаслідок термодеструкції метилсилільних груп практично не залежать від ступеня хімічного модифікування поверхні пірогенного кремнезему. Теоретично встановлено, що величини енергій активації взаємодії силанольних та диметилсиланольних груп з диметилдихлорсиланом є близькими. Виявлено, що з підвищенням ступеня модифікування швидкість змочування пірогенного кремнезему водою та деканом змінюється не монотонно, проявляючи за ступеня модифікування 0,2 мінімум у першому та максимум - у другому випадку. Встановлено, що значення ступеня модифікування, яке характеризує перехід від гідрофільного кремнезему до гідрофобного, становить 0,55.

  Скачати повний текст

Вивчено процеси механічної та фізико-хімічної релаксації у капілярних системах, що відбуваються одночасно, за присутності поверхнево-активних речовин під час швидких деформацій міжфазних поверхонь. Значну увагу приділено проблемі знаходження динамічних властивостей рідких поверхонь у діапазоні середніх і малих ефективних часів адсорбції за допомогою методу максимального тиску у бульбашці та методу осцилюючої бульбашки. Запропоновано теорію швидких режимів формування бульбашок або їх осциляцій на тонких капілярах у рідині або розчині поверхнево активної речовини (ПАР) та визначено головні механічні, фізико-хімічні та геометричні характеристики систем, що контролюють їх поведінку залежно від експериментальних умов. За результатами аналізу експериментальних залежностей межової (високочастотної) пружності поверхні і характеристичної частоти дифузійної релаксації від концентрації розчину зроблено висновок про необхідність урахування власної двовимірної стисливості адсорбційного моношару для коректного опису дослідних даних за великих (проте менших за ККМ) концентрацій ПАР. Досліджено особливості динамічної поведінки більш складних систем - вільних плівок рідини, стабілізованих за допомогою ПАР, змочувальних плівок, що утворюються під час перенесення Ленгмюрівських моношарів, та пін.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив нанесеної на поверхню пірогенного кремнезему металоксидної фази на хімічні перетворення, що відбуваються у адсорбованих кремнійорганічних сполуках залежно від температури. Експериментально встановлено, що наявність на поверхні пірогенного кремнезему металоксидних наноструктур сприяє пониженню початкових температур деструкції зв'язку Si - C у вакуумі та виділенню метану в області 470 - 820 та 820 - 1170 К. Запропоновано механізми розриву зв'язку Si - C і виділення метану у вакуумі: за низьких температур даний процес відбувається за участю брьонстедівських кислотних центрів поверхні, а за високих температур утворення метану відбувається за радикальним механізмом. Доведено, що в окиснювальній атмосфері присутність оксидів металів на кремнеземній поверхні сприяє розриву силоксанового зв'язку, що призводить до часткової деполімеризації адсорбованого полідиметилсилоксану. Досліджено реакцію генсаметилдисилазану з поверхнею кремнезему, що містить титан- і ванадійоксидну фазу, а також встановлено, що хемосорбція гексаметилдисилазану на поверхні зразка з ванадійоксидним покриттям відбувається по вільних силанольних групах і з розривом зв'язку SiO - V. Зазначено, що енергії активації даного процесу досить близькі за значенням для всіх зразків, з чого слідує, що нанесена на поверхню кремнезему металоксидна фаза істотно не впливає на процес хемосорбції гексаметилдисилазану.

  Скачати повний текст

Розроблено узагальнюючі умови аналітичного застосування золь-гель модифікованих композитних плівкових покриттів на основі оксиду силіцію, а також поверхнево-активних речовин (ПАР) і катіонообмінних поліелектролітів у спектрофотометричному та вольтамперометричному методах аналізу. Виявлено, що найкращі хіміко-аналітичні характеристики має плівка, що містить поліелектроліт з найбільш гідрофільним органічним радикалом серед досліджених сполук - полівінілсульфокислоту. Встановлено та використано на практиці взаємозв'язок між природою та концентрацією ПАР в пилу та аналітичним відгуком плівкових покриттів відносно досліджених аналітів. Виявлено синергічний вплив неіоногенної ПАР і полівінілсульфокислоти на сорбційні характеристики золь-гель модифікованих композитних плівок відносно до родаміну 6Ж, комплексів заліза (II) та цинку (II), з 1,10-фенатроліном. Зроблено апробацію запропонованих методик на природних об'єктах, фармацевтичних препаратах і харчових продуктах. Встановлено, що одержані композитні плівки є перспективними для розробки чутливих елементів оптичних сенсорів.

  Скачати повний текст