Кремниевые золь-гель материалы, модифицированные аналитическими комплексообразующими реагентами и хлоридом цетилпиридиния, для определения ионов металлов

• Автор: Азарова, Жанна Магомедовна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 180 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Получение кремниевых зольгель материалов, модифицированных аналитическими реагентами, и их аналитическое использование обзор литературы

1.1. Зольгель процесс.

1.2. Твердофазноспектроскопическое, электрохимическое и тестопределение ионов металлов

1.3. Влияние поверхностноактивных веществ на аналитические свойства

комплексообразующих реагентов

Заключение.

Глава 2. Исходные вещества, аппаратура и методики эксперимента

2.1. Исходные вещества и реагенты

2.2. Аппарату ра.

2.3. Получение порошков, монолитов и пленок кремниевых зольгель материалов, модифицированных аналитическими
реагентами.
2.4. Изучение условий взаимодействия ионов металлов
с иммобилизованными реагентами.
Глава 3. Получение кремниевых зольгель материалов, модифицированных аналитическими комплексообразующими реагентами
и поверхностноактивными веществами
Резюме к главе 3.
Глава 4. Взаимодействие ионов металлов с аналитическими комплексообразующими реагентами, включенных в кремниевые зольгель материалы, в отсутствие и в присутствии хлорида цетилпиридиния
4.1. Образование комплексных соединений и определение состава комплексов
4.2. Скорость взаимодействия ионов металлов с
иммобилизованными реагентами
Резюме к главе 4.
Глава 5. Аналитическое использование модифицированных зольгель материалов для определения ионов металлов
5.1. Индикаторные порошки для твердофазноспектрофотометрического определения
5.2. Индикаторные порошки и монолиты для визуального экспрессанализа.
5.3. Индикаторные порошки для определения ионов металлов с помощью индикаторных трубок
5.4. Модифицированные зольгель электроды
Резюме к главе 5.
Выводы.
Список аналитических комплексообразующих реагентов,
включенных в кремниевые зольгель материалы
Список сокращений, применяемых в таблицах
Литература


Гели, приготовленные при высоких значениях , состоят из плотных сферических коллоидных частиц, соединенных между собой. Полученные из таких гелей ксерогели обладают высокой пористостью по объему, а средняя плотность в 23 раза меньше плотности кремнезема. Такие ксерогели сильно рассеивают свет и непрозрачны . Из литературы известны примеры использования в качестве катализатора и других соединений уксусной кислоты, аминов, КР и НР, оксидов ванадия и титана и др. Одними из эффективных катализаторов являются фторидионы , . Механизм гидролиза с их участием предполагает образование пятии шестикоординированных интсрмсдиаторов. Активность ионов фтора сильно зависит от противоиона вводимого совместно в гидролизующуюся смссь. Например, в присутствии фтористоводородной кислоты гель созревает через ч, а фторид тстранбугиламмония позволяет приготовить гель практически за с. Однако ксерогсли, приготовленные с использованием этих фторидов, механически непрочны и непрозрачны в видимой области, что ограничивает их применение в аналитической практике. Использование в качестве катализатора фторидсодержащего соединения, предложенного Е. И. Моросановой с соавт. Вопервых, с увеличением концентрации этого соединения в гидролизующейся смеси от 2 х 3 до 2,2 2М, время, необходимое для полного созревания геля уменьшается от до 1 мин. Вовторых, полученные ксерогсли прозрачны в видимой области и механически прочны. Переход золя в гель связан с образованием пространственных цепочек, которые пронизывают весь объем золя. Образованию геля предшествует повышение вязкости системы. Продукты гидролиза вода, спирт остаются в трехмерной пространственной структуре геля. Полученный в результате реакций поликонденсации и полимеризации влажный гель при длительном хранении подвергается процессам старения, которые могут длиться несколько месяцев. В результате старения происходит уменьшение объема геля и удельной поверхности изза конденсации остаточных силанольных групп с образованием силоксановых связей . Уменьшение объема геля сопровождается явлением синерезиса выдавливанием из геля, находящегося в порах растворителя . Удельная поверхность уменьшается за счет растворения мелких частиц и увеличения размеров крупных, причем растворимость увеличивается по экспоненциальному закону с уменьшением размера частиц 1, р. Для практического использования очень часто полученный влажный гель высушивают, в результате чего происходит образование сухого геля ксерогеля. Высушивание влажных гелей важная стадия в приготовлении ксерогелсй. В результате высушивания геля его объем и удельная поверхность уменьшаются гораздо сильнее, чем при старении. В работах дано описание процессов, которые происходят с влажным гелем при высушивании. В результате испарения жидкости радиус г уменьшается, а увеличивающееся давление Р компенсируется сжатием структурной сетки влажного геля. Разрушение геля не происходит на начальном этапе высушивания влажных гелей, так как испарение растворителя происходит с наружных поверхностях частиц геля и давление внутри пор скомпенсировано. При дальнейшем высушивании некоторые поры вблизи поверхности оказываются пусты, а поры, расположенные внутри объема геля, заполнены растворителем и испытывают давление Р. Поэтому, возникающий между поверхностью и объемом геля градиент давления приводит к растрескиванию пространственной структуры геля. Капиллярное давление зависит от размеров пор и смачивания стенок пор дисперсионной средой. Описанные выше процессы происходят обычно при высушивании влажных гелей при комнатной или повышенной температуре. Однако для удаления растворителя иногда используют свсрхкритические условия или замораживание . Это приводит к устранению влияния внутрикапиллярного давления. При высушивании в сверхкритических условиях объем пор и удельная площадь поверхности ксерогелсй может составлять до и м2г. Применению этих материалов препятствует относительная неустойчивость в водных растворах. Замораживание геля используется очень редко, так как кристализующийся в порах растворитель разрушает структуру геля. Для высушивания влажных гелей Е. И.Моросановой с соавт. Вт.