<$E bold beta>-Cyclodextrin-MCM-41 silica as promising adsorbent for the trace amounts removal of aromatics from water = <$E beta>-Циклодекстрин-МСМ-41 кремнезем як перспективний адсорбент для вилучення слідових кількостей ароматичних сполук з води

У ході дослідження здійснено золь-гель синтез <$E beta>-циклодекстрин-MCM-41 кремнезему з використанням <$E beta>-циклодекстринвмісного силану та тетраетилортосилікату (як джерел кремнезему) за присутності іонного темплату (цетилтриметиламоній броміду). <$E beta>-Циклодекстринвмісний силан одержано шляхом модифікування (3-амінопропіл)триетоксисилану олігосахаридом, який активовано за присутності N,N'-карбонілдиімідазолу. Успішне введення <$E beta>-циклодекстринових фрагментів у кремнезем підтверджено за допомогою Фур'є-ІЧ спектроскопії та кількісного хімічного аналізу. Одержаний <$E beta>-циклодекстрин-MCM-41 кремнезем охарактеризовано за допомогою методів рентгенівської дифракції, трансмісійної електронної мікроскопії та низькотемпературної адсорбції-десорбції азоту. Вивчено адсорбцію бензену та фенолу з водних розчинів на <$E beta>-циклодекстрин-MCM-41 кремнеземі залежно від тривалості контакту та рівноважної концентрації адсорбтиву. Продемонстровано більшу специфічність адсорбції ароматичних сполук на <$E beta>-циклодекстрин-MCM-41 кремнеземі у порівнянні з MCM-41.

A quantum chemical study on levomycetin interaction with silica surface. 1 : 3 = Квантово-химическое исследование взаимодействия левомицетина с поверхностью кремнезема, 2010

Биологическую активность D(-)-трео-изомера левомицетина связывают с присутствием в его алициклической форме водородной связи между гидроксильными группами. Адсорбционно закрепленный (путем импрегнирования) левомицетин на поверхности кремнезема повышает антимикробную способность. С помощью методов квантовой химии изучены изменения структурных и энергетических параметров молекул левомицетина, обусловленные адсорбцией, которые отвечают за его активность. Обнаружено, что дескрипторами биологической активности левомицетина могут быть энергия НВМО и длина водородной связи O-H...O в пропандиольном фрагменте молекулы.

A quantum-chemical study on the antioxidant properties of natural phenolic compounds = Квантово-хімічне дослідження антиоксидантних властивостей природних фенольних сполук

За допомогою методів Хартрі - Фока (базис 6-31G(д,р)) і ТФГ (B3P86/6-31G(d,p)) з використанням сольватаційної моделі IEF PCM вивчено вплив структури флаволігнанів (силібін, силікристин), флавоноїдів (кверцетин і таксіфолін) на антиоксидантні властивості силімарину - стандартизованого рослинного екстракту з насіння розторопші плямистої (лат. Silybum marianum), що містить суміш цих сполук. Показано, що OH-групи бічного фенольного кільця дають максимальний внесок у механізм перенесення атома водню. Встановлено, що наявність 2,3-подвійного зв'язку впливає на перерозподіл заряду і збільшує внесок групи 3-OH у механізм перенесення атома водню для молекули кверцетину. Внесок механізму з перенесенням електрона в антиоксидантну активність знижується в ряду кверцетин >> силікристин >> таксіфолін >> силібін.

Adsorption and complexing properties of silica modified with <$E bold beta>-cyclodextrin. 1 : 3 = Адсорбционные и комплексообразующие свойства кремнезема, модифицированного <$E beta>-циклодекстрином, 2010

Изучена сорбция катионов кадмия (II) на поверхности аморфных макропористых кремнеземов, химически модифицированных <$E beta>-циклодекстрином и его функциональными производными. Показано, что сорбция кадмия (II) соответствует изотерме Фрейндлиха для гетерогенной поверхности. Анализ кинетических кривых сорбции в рамках кинетической модели Лагергрена для реакций псевдопервого и псевдовторого порядка показывает, что на поверхности <$E beta>-циклодекстринсодержащих кремнеземов осуществляется два параллельных процесса. Доказано, что существенное увеличение сорбции нитрата кадмия (II) является результатом образования незаряженных супрамолекулярных структур на поверхности кремнеземов, модифицированных <$E beta>-циклодекстринами. Химический состав этих супрамолекулярных структур коррелирует с поляризуемостью функциональных заместителей <$E beta>-циклодекстринов.

Adsorption equilibrium and hysteresis in open slit-like micropores

Для якісного і кількісного опису адсорбційної рівноваги та гістерезису у відкритих щілиноподібних мікропорах запропоновано теоретично строгі рівняння, засновані на постулаті теорії об'ємного заповнення мікропор щодо фізичної і формальної аналогії між процесами об'ємного заповнення мікропор і капілярною конденсацією. На прикладі ізотерми адсорбції-десорбції парів води волокнистим вуглецевим матеріалом АУВМ-Днепр, який має мікро-мезопористу структуру, показано придатність одержаних рівнянь для опису гістерезису в таких системах.

Adsorption of anionic dyes on corn stalks modified by polyaniline: kinetics and thermodynamic studies = Адсорбція аніонних барвників на стеблах кукурудзи, модифікованих поліаніліном: кінетика та термодинамічні дослідження

Хімічною полімеризацією аніліну на поверхні стебел кукурудзи (СК) за допомогою окиснювача (NH4)2S2O8, і допанта H3PO4 одержано композит СК-ПАН. Його застосовано як новий адсорбент для адсорбції аніонних барвників (кислотного червоного та кислотного жовто-гарячого). Вивчено кінетику та термодинаміку адсорбції барвників із водних розчинів на СК і СК-ПАН. Кінетика адсорбції барвників за допомогою СК і СК-ПАН добре описується моделлю псевдо-другого порядку. Рівноважні дані проаналізовано за допомогою рівнянь ізотерм Фрейндліха та Ленгмюра. Модель Ленгмюра краще описує експериментальні ізотерми адсорбції, ніж модель Фрейндліха. Термодинамічні розрахунки показали, що адсорбція є спонтанним та ендотермічним процесом.

Adsorption of water vapour by natural and chemically modified clinoptilolite and mordenite samples. 3 : 4, 2012

Вивчено адсорбцію парів води зразками природного клиноптилоліту (N-CLI) і морденіту (N-MOR) (Закарпатська обл., Україна), їх кислотно-модіфікованими формами H-CLI-6, H-MOR-6, а також каталізаторами окиснення СО Pd(II)-Cu(II)/H-СLI-6 і Pd(II)-Cu(II)/Н-MOR-6 та розкладу озону MeCl2/N-CLI (Me = Cu, Co, Mn). Всі ізотерми адсорбції в області <$E roman {p "/" p sub s}~<<~0,4> описуються рівнянням БЕТ з коефіцієнтом кореляції R<^>2 = 0,99. Активність каталізаторів залежить від вмісту в них води.

Adsorption removal of anthocyanins from red cabbage extracts by bentonite: statistical analysis of main and interaction effects = Адсорбційне вилучення антоціанів з екстрактів червонокачанної капусти на бентоніті: статистичний аналіз основних ефектів та ефектів взаємодії

Дослідження базується на повному факторному експерименті типу 24, який використано для оцінювання внеску основних ефектів чотирьох факторів (час контакту, температура, початкова концентрація антоціанів і маса адсорбентa) та їх взаємодій на ефективність вилучення антоціанів з екстрактів червонокачанної капусти на бентоніті. Фактори досліджено на двох рівнях (-1 і +1). Встановлено, що час контакту та маса адсорбента мають позитивний ефект, а початкова концентрація антоціанів і температура, а також взаємодія двох факторів "час контакту - температура", взаємодії трьох факторів "час контакту - початкова концентрація антоціанів - маса адсорбента" і "температура - вихідна концентрація антоціанів - маса адсорбента" негативно впливають на вилучення антоціанів з екстрактів червонокачанної капусти. Запропоновано математичну модель адсорбційного процесу з урахуванням головних ефектів факторів та їх взаємодій. Аналіз дисперсії та статистичні дані підтвердили її адекватність. Одержана модель надає можливість передбачити вилучення антоціанів із екстрактів червонокачанної капусти на бентоніті.

AFM surface analysis of Fe - Co - Mo electrolytic coatings = Аналіз поверхні електролітичних Fe - Co - Mo покриттів методом атомно-силової мікроскопії

Уніполярним імпульсним електролізом одержано Fe - Co - Mo покриття з вмістом заліза 47 ат. %, кобальту 28 ат. % і молібдену 25 ат. %. За допомогою методу атомно-силової мікроскопії досліджено морфологію та топографію поверхні. На поверхні покриття виявлено ділянку з глобулярною структурою та окремо розташованими конусоподібними виступами з розміром зерен 0,2 - 0,5 мкМ. Крім того, в межах однієї області сканування виявлено ділянки з більш розвиненою поверхнею, топографія яких є ідентичною кристалічній структурі кобальту, з розміром кристалітів в межах 0,5 - 1,75 мкМ. Визначено параметри Ra і Rq для областей із різною морфологією та досліджуваного покриття в цілому. Вивчено магнітні властивості Fe - Co - Mo покриття. Коерцитивна сила складає 7 - 10 Е, що надає можливість віднести одержані покриття Fe - Co - Mo до магнітом'яких матеріалів.

Alkali doped (Na, K) Cu/Cr2O3:Al2O3 catalysts for water gas shift reaction. 3 : 4, 2012

Досліджено ефект осаджуючого агента (гідроксиди лужних металів Na, K) на мідно-хромо-алюмінієві системи. Каталізатори, осаджені гідроксидами лужних металів, виявляють нижчу конверсію CO у порівнянні з тими, що осаджені амоніаком, через більший ступінь кристалічності та більшу стійкість до відновлення. Каталізатори, одержані за допомогою NaOH, характеризуються більшим вмістом лужного металу та його однорідним розподілом на поверхні у порівнянні з тими, що одержані за допомогою KOH.

Antioxidant properties of Zn(II) and Fe(III) complexes with flavonols. 3 : 4, 2012

Вивчено антиоксидантну активність комплексів Zn(II) та Fe(III) з флавонолами щодо стабільного радикала 2,2-дифеніл-1-пікрилгідразилу. Встановлено, що антиоксидантні властивості вихідних флавонолів та їх комплексів з Zn(II) практично однакові. З'ясовано, що флавоноли з іонами заліза утворюють більш стійкі комплекси, ніж з іонами цинку. Доведено, що залізо може заміщувати цинк в його комплексі, приводячи до зв'язування металу-прооксиданту. Комплекси з Fe(III) є потенційними інгібіторами вільних радикалів з активністю, що не перевищує активність вихідних флавонолів.

Application of agriculture waste as biosorbents for dye removal from aqueous solutions

Вивчено ефективність немодифікованих та модифікованих біосорбентів (солома ячменю і стебла топінамбура) під час вилучення аніонного (кислотний червоний) та катіонного (метиленовий блакитний) барвників з їх водних розчинів. Встановлено, що адсорбція барвників на немодифікованих та модифікованих біосорбентах істотно залежить від значення рН. Оптимальні значення рН спостерігаються в діапазоні 6 - 10 для катіонного і 2 - 3 для аніонного барвника. Кінетичні криві адсорбції барвників на соломі ячменю і стеблах топінамбура добре описуються кінетичним рівнянням псевдодругого порядку. Досліджені біосорбенти - екологічно чисті та дешеві природні матеріали, вони можуть бути альтернативою активованому вугіллю.

Application of scaling theory to description of adsorption hysteresis in open slit-like micropores. 3 : 4, 2012

Запропоновано теорію адсорбційного гістерезису у відкритих щілиноподібних мікропорах, що базується на теорії масштабної інваріантності, для зміни величин відносного тиску адсорбату в об'ємній фазі на адсорбційній і десорбційній гілках петлі гістерезису. Одержані рівняння перевірені на ряді адсорбційних систем. Показано, що розрахункові і експериментальні дані добре узгоджуються між собою.

Band-gap change and photocatalytic activity of silica/titania composites associated with incorporation of CuO and NiO = Зміна ширини забороненої зони та фотокаталітична активність титанокремнеземів, допованих CuO та NiO

Титанокремнеземні нанокомпозити, доповані CuO або NiO, вивчено за допомогою методів ультрафіолетової (у режимі дифузного відбиття) та рентгенівської фотоелектронної спектроскопії. Фотокаталітичну активність зразків досліджено в процесі фотоокиснення кофеїну. Значення ширини забороненої зони розраховано за допомогою методу Тауца для непрямих дозволених оптичних переходів за винятком зразка за CNiO = 30 мас. %, проаналізованого з урахуванням прямого оптичного дозволеного переходу. Підвищення вмісту оксиду купруму (II) призводить до практично експоненціального зменшення ширини забороненої зони. Ширина забороненої зони композитів, допованих NiO, демонструє майже лінійне снижения зі зростанням CNiO. Згідно з даними РФЕС, допанти повністю відсутні в поверхневому шарі матеріалів. Всі композити виявились більш активними фотокаталізаторами, ніж зразок P25 (Evonik).

Benzoyl peroxide decomposition on the surface of carbon materials on the base of activated carbon KAU = Розкладання пероксиду бензоїлу на поверхні вуглецевих матеріалів на основі активованого вугілля КАУ

Досліджено стабільність неводних розчинів і каталітичну реакцію розкладання пероксиду бензоїлу (ПБ) зразками вуглецевих матеріалів (ВМ) - активованого вугілля з кісточок абрикоса КАУ, його азот- та кисеньвмісними (N-КАУ, O-КАУ) модифікованими формами та ензимом каталазою. Показано, що каталітична активність ВМ, кількісно оцінена за константами Міхаеліса, визначається природою поверхневих функціональних груп носія, а не його структурно-сорбційними характеристиками. Встановлено, що каталітична активність азотвмісних ВМ у неводному середовищі є на порядок вищою, ніж у ензиму каталази. Здатність каталізаторів розкладати пероксид бензоїлу зменшується в послідовності N-КАУ >> каталаза >> КАУ >> O-КАУ квантово-хімічних розрахунків енергії розриву зв'язківу в молекулі ПБ у різних середовищах, електронної будови модельних вуглецевих нанокластерів (ВНК) та енергетичних параметрів реакції розкладання пероксиду. Встановлено, що в молекулі ПБ, незалежно від полярності середовища, найслабшим є зв'язок O-O. Визначено, що термодинамічні та кінетичні характеристики взаємодії радикала ПБ (<$E roman {C sub 6 H sub 5~-~COO} sup symbol Ч>, ПБ<$E cdot>) із поверхнею модельних ВНК (чисто вуглецевих, азот- і кисеньвмісних) визначаються їх електронодонорною здатністю (потенціалом іонізації).

Binding energies for CO on clean and oxygen-modified Mo(110) surface. 1 : 3 = Энергия связи СО с чистой и модифицированной кислородом поверхностью Мо(110), 2010

В рамках теории функционала электронной плотности исследовано взаимодействие молекулы СО с чистой и модифицированной кислородом поверхностью Мо(110). Показано, что как на чистой, так и на покрытой кислородом поверхности Мо(110) молекула СО адсорбируется под углом к нормали к поверхности и занимает положение вблизи осей симметрии третьего порядка. Наличие кислорода на поверхности существенно уменьшает энергию связи молекулы СО с поверхностью Мо(110), а насыщение поверхности кислородом приводит к полной блокировке адсорбции молекул СО. Наличие кислорода на поверхности Мо(110) приводит к появлению пика - 19 эВ в спектре плотности состояний. Положение этого пика соответствует химическому сдвигу 2s линии кислорода по сравнению с электронными состояниями, характерными для атома кислорода в адсорбированной молекуле СО.

Biomimetic hydroxyapatite formation on titanium surface in simulated body fluids of different chemical composition = Біоміметичне формування шару гідроксоапатиту на поверхні титану в модельних фізіологічних рідинах різного хімічного складу

Розроблено методику синтезу біосумісного функціонального шару біоміметичного гідроксоапатиту (ГА) на поверхні моделей титанових виробів медико-біологічного призначення. Синтез здійснено з середовища модельних фізіологічних рідин (МФР) різного складу шляхом біомінералізації на поверхні титану, модифікованій карбоксильними групами як активними центрами зародкоутворення. Проведено порівняльне дослідження впливу температурних умов на формування ГА в МФР різного хімічного складу. Методами ІЧ-фур'є спектроскопії та РФА підтверджено утворення покриття гідроксоапатиту на поверхні титанових зразків.

Carbon nanotubes as electrodes of electrochemical sensors. 1 : 3 = Электроды из углеродных нанотрубок в электрохимических сенсорах, 2010

Электрохимические сенсоры имеют большие перспективы для использования в качестве анализаторов для определения наличия в окружающей среде токсичных соединений. Показаны преимущества пастовых электродов из многостенных углеродных нанотрубок для определения содержания ртути (II) и хрома (VI) в водной среде. Рассмотрена роль кислородсодержащих функциональных групп в процессе адсорбции ионов металлов. Такие электроды позволяют определять содержание Hg(II) в воде при ее минимальном содержании <$E 20~roman {нг~cdot~дм sup -3}> и Cr(VI) в интервале концентраций 50 - 150 <$E roman {мкг~cdot~дм sup -3}>.

Catalytic decomposition of organic peroxides in non-aqueous media under metal-free nanoporous and nanosized carbocatalysts = Каталітичне розкладання органічних пероксидів в неводному середовищі нанопоруватими та нанорозмірними вуглецевими матеріалами

Мета роботи - дослідження каталітичної системи вуглецевий наноматеріал - молекули діацил пероксиду у неводному середовищі та встановлення основних факторів, що впливають на каталітичну активність обраних матеріалів. Досліджено каталітичну активність нанопоруватих (активованого вугілля (АВ)) і нанорозмірних (багатошарових вуглецевих нанотрубок (ВНТ)) вуглецевих каталізаторів та їх модифікованих форм в реакції розкладання пероксидів бензоїлу та лаурилу (ПБ і ПЛ відповідно) за кімнатної температури у неводному середовищі шляхом вимірювання об'єму CO2, що виділяється. Оскільки розкладання пероксидів залежить від розчинника, вибір "інертного" зроблено за результатами попередніх досліджень. Етилацетат і тетрахлорметан використано для ПБ і ПЛ, відповідно. Серед факторів, що визначають каталітичну ефективність досліджуваних зразків розглянуто їх структурно-сорбційні властивості, хімію поверхні та дифузійні параметри перебігу реакцій. Встановлено, що незважаючи на високу площу поверхні, зразки АВ виявляють помірну каталітичну активність у порівнянні з ВНТ, оскільки реакція проходить у внутрішньодифузійній області. Як наслідок, їхня активність визначається текстурними характеристиками вуглецевої матриці. Каталітична активність зразків ВНТ перевищує активність АВ у 2 - 20 разів. Грунтуючись на розрахованих коефіцієнтах дифузії, зроблено висновок, що каталіз зразками ВНТ проходить у кінетичній області на доступній поверхні зразків. Така каталітично активна поверхня містить багато N-вмісних та основних О-вмісних функціональних груп, тому демонструє кращу каталітичну активність щодо розкладання органічних пероксидів. Крім того, поверхня ВНТ є більш гідрофобною, що сприяє реакції, яка проходить у неводних середовищах. Слід зазначити, що швидкість розкладання стеричного ПБ є нижчою, ніж довголанцюгового ПЛ, як у випадку прискорення зразками АВ, так і ВНТ. На підставі проведених досліджень можна передбачити, що мезопоруваті ВНТ з високим вмістом основних функціональних груп, що знаходяться на доступній для субстрату поверхні, можуть бути гарною альтернативою поширеним каталізаторам розкладання органічних пероксидів у неводних середовищах.

Cation-containing active carbons as photocatalysts for dyes degradation = Катіон-вмісне активоване вугілля як фотокаталізатори деградації барвників

Окиснене вугілля та його катіонообмінні форми використано як фотокаталізатори в процесах деградації барвників (родамін Б, метилоранж) і фенолу під дією УФ і видимого світла. Встановлено, що вихідне окиснене вугілля є активним за умов УФ опромінення, але неактивним у видимій області. Введення в активоване вугілля добавок міді та кобальту сприяє значному збільшенню фотокаталітичної активності одержаних каталізаторів. Мідь-вмісне вугілля є найактивнішим в УФ області, а кобальт-вмісне - у видимій області. Ступінь знебарвлення розчинів барвників досягає 90 - 95 %, а ступінь їх мінералізації складає 16 - 73 %.