Автореферат (1145486)
Текст из файла
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиСуходолов Николай ГеннадьевичФизико-химические свойства и структура пленок Ленгмюра-Блоджетт,содержащих ионы переходных металлов02.00.11 – коллоидная химияАвтореферат диссертациина соискание ученой степени доктора химических наукСанкт-Петербург 2017Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательномучреждении высшего образования (ФГБОУ ВО) «Санкт-Петербургскийгосударственный университет» (СПбГУ).Официальные оппонентыДмитриева Ирина Борисовна, доктор химическихнаук, доцент Санкт-Петербургской химикофармацевтической академииПак Вячеслав Николаевич, доктор химическихнаук, профессор, ведущий научный сотрудникинститута физики Российского государственногопедагогического университета им.
А.И.ГерценаЧеремисина Ольга Владимировна, доктортехнических наук, профессор, заведующий кафедройобщей физической химии Санкт-Петербургскогогосударственного Горного институтаВедущая организацияСанкт-Петербургский политехнический университетПетра ВеликогоЗащита диссертации состоится2017 г. в ___ часов на заседаниидиссертационного Совета Д-212.232.40 по защите докторских и кандидатскихдиссертаций при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу:199004, Санкт-Петербург, Средний проспект В.О., д.
41/43, Большая химическаяаудитория.С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. А.М. ГорькогоСПбГУ по адресу, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9 и на сайте:http://www.spbu.ruАвтореферат разослан «……»2017 г.Ученый секретарьА.Н.ЖуковАктуальность темы.Проблема направленного синтеза и исследования влияния размерныхэффектов на особенности структуры и свойства наноразмерных систем являетсяодной из наиболее значимых на современном этапе развития химической науки.Состояние данной проблемы характеризуется первостепенной важностью поиска иреализации как способов синтеза, так и методов экспериментального исследования итеоретического описания размерно-зависимых свойств новых систем. Сравнительнопростым и дешевым способом получения таких низкоразмерных структур являетсяизвестный еще с 30-х годов ХХ-века коллоидно - химический метод полученияплёнок Ленгмюра–Блоджетт (ПЛБ).
Под термином «ленгмюровские плёнки»понимают не только мономолекулярный слой (МС) нерастворимого поверхностноактивного вещества на границе раздела двух фаз (как правило, жидкость – газ), но ирегулярные мультимолекулярные структуры (ПЛБ), полученные путемпоследовательного переноса таких МС на твердую подложку. Возможностьварьировать их состав и свойства на молекулярном уровне обусловила широкоеприменение таких структур. Особый интерес вызывают ленгмюровские плёнки,содержащие ионы переходных металлов т.к.
именно на их основе получаютнизкоразмерные магнитные системы, оптоэлектронные датчики, нанокластерыполупроводниковых соединений, используемые в качестве квантовых точек и т.д.Однако, несмотря на столь большой интерес к указанным системам,комплексных исследований механических, электрических и химических свойств МС,содержащих ионы переходных металлов, практически не существует, несмотря на то,что это позволит не только расширить фундаментальные представления омежмолекулярных взаимодействиях в пределах одного монослоя, но и необходимодля создания оптимальных технологий получения ленгмюровских пленокразличного предназначения.Цель работы состоит в создании физико-химической модели получениянаноразмерных систем с заданными параметрами на основе пленок ЛенгмюраБлоджетт и разработке научного подхода к созданию высокоспецифичных сорбентови ион-селективных электродов на основе комплексного изучения физикохимических свойств ПЛБ, содержащих ионы переходных металлов.Для достижения указанной цели в диссертации решались следующие основныезадачи:•Выявить влияние состава водной субфазы на структуру, поверхностные иэлектроповерхностные свойства пленок Ленгмюра-Блоджетт, содержащихионы переходных металлов путем комплексного исследования физикохимических свойств ПЛБ.•Определить влияние регулярности структуры на закономерности протеканияхимических процессов на поверхности ПЛБ.•Адаптироватьметодымасс-спектрометрическогоанализа,дифференциальной калориметрии, магнетохимических исследований кисследованию таких структур, как пленки Ленгмюра-Блоджетт.Положения, выносимые на защиту:1.Данные о составе и поверхностных свойств МС стеариновой кислоты (НSt),полученных на поверхности водных растворов, содержащих ионы переходныхметаллов, в зависимости от концентрации и рН субфазы.2.
Комплекс данных по электроповерхностным свойствам ПЛБ и ихповерхностной проводимости.3. Влияние регулярности структуры и состава водной субфазы на процессионизации стеариновой кислоты на поверхности ПЛБ и их магнитные свойства.4.Масс-спектрометрия как метод непосредственногоустановленияструктурного звена для регулярных мультимолекулярных структур – пленокЛенгмюра-Блоджетт.5. Возможность получения гибридных электродоактивных материалов наоснове ПЛБ. Создание на их основе ион-селективных электродов и электродовсравнения.6.Влияние природы иона метала, входящего в состав ПЛБ на специфичностьадсорбции фосфорсодержащих пептидов из простых и сложных пептидных смесейпри использовании ПЛб, содержащих ионы переходных металлов.Научная новизна работы состоит в том, что на основе комплексного изученияэлектроповерхностных двух различных по природе объектов (пленки ЛенгмюраБлоджетт, перенесенные на твердую подложку и дисперсия коллапсированныхмонослоев, полученная путем медленного сжатия монослоев на поверхности воднойсубфазы с последующим диспергированием собранных монослоев с помощьюультразвука) показана практическая идентичность их поверхностных и структурныхсвойств.
Это сделало возможным применение широкого круга физико-химическихметодов для исследования ПЛБ, таких как калориметрические, магнетохимическиеи масс-спектрометрические методы.Для изучения процессов перехода стеариновой кислоты монослоя в соль быларазработана методика гетерогенного калориметрического титрования снепрерывным вводом титранта. Полученные данные позволили установить связьудельной поверхностной проводимости ПЛБ стеариновой кислоты и ее солей сэнтальпией взаимодействия стеарат-ионов МС с катионами водной субфазы.Впервые методы масс-спектрометрии применены для установления структурыПЛБ, что позволило установить основные формы, в которых находятся ионыметаллов в МС стеаратов. Разработанная масс-спектрометрическая методика(методы ESI-TOF и MALDI-TOF) может быть использована для определениякачественного химического анализа ПЛБ.Исследования магнитных свойств ПЛБ, содержащих ионы железа, показали,что в ходе образования пленок происходит самоорганизация вещества, приводящаяк возникновению электронных коллективных взаимодействий в нихПрактическая значимость:Показана возможность использования ПЛБ, содержащих ионы железа и меди впротеомном анализе: проведена оптимизация условий металл-аффиннойхроматографии, исследованаселективность адсорбционных свойств ПЛБ,содержащих ионы переходных металлов , на примере фосфорилированныхтриптических пептидов бычьего казеина и синтетических пептидов,фосфорилированных по различным аминокислотам и гистидин меченых белков.Показана возможность получения пленочных электродов на основе ПЛБ,содержащих берлинскую лазурь и ее аналоги.
Также получены плёночныеэлектроды на основе ПЛБ алкилпроизводных ферроцена, которые могутиспользоваться в качестве электродов сравнения. Такие электроды имеют рядпреимуществ по сравнению с электродами сравнения типа хлоридсеребряного. Прииспользовании предлагаемого электрода сравнения значительно в меньшей степенипроявляются неопределенности в измерениях ЭДС гальванических элементов спереносом, связанные с диффузионным потенциалом. Кроме того, исследуемыйраствор не загрязняется соединениями, присутствующими в электролитичскомключе, например KCl. Методика получения плёночных электродов методомЛенгмюра-Блоджетт позволяет разрабатывать электродные системы сравнения иэлектроды II рода, обратимые к анионным ПАВ,Апробация работы:Материалы диссертационной работы были представлены на следующихроссийских и международных конференциях: IX Международной конференции поповерхностнымсилам1990гМосква,республиканскойконференции«Ресурсосберегающие технологии и экологическая химия»Алма-ата, 1991,Evrosensor V Conference Roma,1991, European Chemistry Interface Denf.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
