276
ПОЛУЧЕНИЕ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ МЕТАЛЛА НИКЕЛЯ НА
ПОВЕРХНОСТИ КАРБОНИЗИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРОВ
Ассистент Диметова Ф.Д. , к.х.н. доцент Сулейманова Г.Г., Джумаев Д.А.
Ташкентский педиатрический медицинский институт
Кафедра Медицинской и биологической химии, медицинской биологии, общей генетики
Химические методы, которые сочетают в себе подходы неорганического,
металлоорганического и органического синтеза, являются наиболее распространёнными
способами получения наночастиц. Синтез наночастиц металлов с помощью химического
восстановления из растворов их солей является наиболее простым в применении и не требует
специальных условий и оборудования. Наиболее часто химическое восстановление
реализуется в жидкой фазе, т.е. в водных и неводных средах. Широкое распространение
метода связано с его простотой и доступностью.
Цель:
Получение наноразмерных частиц металла никеля на поверхности
карбонизированных полимеров.
Материалы и методы исследования.
Работа посвящена исследованию сорбции
ионов Ni
2+
анионитами на основе ПВХ (ППЭ-1) и полиэтиленполиамин (ПЭПА) и
получению наночастиц металлов на поверхности полимеров.
Для изучения кинетики и термодинамики сорбции иона Ni
2+
, процесс осуществляли в
статических условиях. Навеску 0.3 г сорбента помещали в растворы исследуемой соли
объемом 100 мл различной концентрации. Содержание иона до и после сорбции определяли
спектрофотометрическим методом.
Было ясно, что при процессе сорбции ионов Ni
2+
сорбентом ППЭ-1, повышение температуры (293К; 313К; 323К) и увеличение концентрации
(0,1; 0,075; 0,05; 0,025 моль/л) ионов Ni
2+
в исходном растворе приводит к возрастанию их
сорбции.
Наиболее распространённым и в то же время удобным способом приготовления
никелевых наночастиц является химическое восстановление их из соответствующих солей. В
общем виде основная окислительно - восстановительная реакция образования наночастиц
представлена на схеме: M
n+
+ [Red] -> M
0
+ [O
x
]
В данной реакции М
n+
= катионная (окисленная) форма металла, [Red] =
восстановитель, M
0
= нуль-валентный (восстановленный) металл, [O
x
] = продукт окисления
восстановителя. Наиболее часто химическое восстановление реализуется в жидкой фазе, т.е.
в водных и неводных средах. В качестве соединений металлов обычно используют их соли, в
качестве восстановителей – как неорганические, так и органические соединения:
комплексные гидриды металлов, формальдегид, соли щавелевой и винной кислот [1]. Многие
высокомолекулярные органические соединения также способны восстанавливать катионы
металлов в мягких условиях. Кроме этого, восстановление катионов возможно за счёт
окисления органических соединений, являющихся реакционной средой [2].
Для идентификации восстановленных сорбированных ионов Ni
2+
были проведены
ИК-спектроскопические исследования. Видно что, на рис. 1А после сорбции ионов металлов,
полученных полимер-металл комплексных соединениях регистрированы связи Ni-N 409 см
-1
.
Образование данной связи можно также наблюдать в снижении частоты колебания при 3360
см
-1
относящейся к валентным колебаниям вторичной амино-группы. При этом в никелевых
комплексах 3348 см
-1
наблюдается снижение полосы поглощения на 3-81 см
-1
. При сорбции
металла зарегистрированы полосы поглощения при 457-482 см
-1
относящиеся к колебаниям
связи Ме-О.
На рисунке 1Б даны ИК спектры после восстановления сорбированного металла в
анионите ППЭ-1.
Данные ИК-спектроскопических исследований показали
уменьшение интенсивности
в области 409 см
-1
валентных колебаний групп
Ni-N.
277
Рис. 1А-ИК- спектр ППЭ-1-Ni
Рис. 1Б-ИК- спектр после восстановления никель содержащего полимера
Это свидетельствует о восстановлении положительно заряженных металлов,
сорбированных в порах полимера.
Вывод.
ИК-анализ материала, полученного в результате восстановления положител
ьно заряженных металлов, показал, что в составе полученного материала появляются вале
нтные колебания в новом поле поглощения 2260-2190 см
-1
, соответствующем R-C
C-R’.
На основании полученных результатов можно сказать, что полимер содержит алкиновые г
руппы, что дает возможность назвать полученный полимерный материал карбонизированн
ым материалом.
Литературы:
1.
Khan, Z. Preparation and characterization of silver nanoparticles by chemical reduction
method / Z. Khan, S.A. Al-Thabaiti, A.Y. Obaid, A.O. Al-Youbi // Colloids Surf. B Biointerfaces. –
2011. – V. 82. – P. 513-517.
2.
Sau, T.K. Complex-shaped metal nanoparticles: Bottom-Up syntheses and applications /
T.K. Sau, A.L. Rogach. – Wiley-VCH, 2012. – 582 pp.
