Коллоидный журнал архив номеров

О научном журнале«Коллоидный журнал»

Коллоидный журнал – это единственный российский журнал, в котором публикуются результаты исследований в области химической науки, касающиеся проблем дисперсного состояния вещества и поверхностных явлений в дисперсных системах. Журнал охватывает экспериментальные и теоретические работы по огромному разнообразию коллоидных и поверхностных явлений: структура и свойства поверхностей раздела; феномен адсорбции и структура адсорбирующих слоев и поверхностно-активных веществ; капиллярные явления; смачивающие пленки; смачивание и растекание; детергентность. Темами журнала также являются образование коллоидных систем, их молекулярно-кинетические и оптические характеристики, поверхностные силы, взаимодействие коллоидных частиц, стабилизация, критерии потери стабильности различными дисперсными системами (лиозоли и аэрозоли, суспенсии, эмульсии, пены, мицеллярные системы). В Коллоидном журнале также рассматриваются явления электро- и диффузиофореза, электро и термоосмоса, то есть явления, связанные с существованием диффузионных слоев молекул и ионов вблизи поверхности раздела.

Архив научных статейиз журнала «Коллоидный журнал»

• EFFECT OF VARIOUS FACTORS ON THE PT NANOPARTICLE SIZE PRODUCED IN A MICROEMULSION SYSTEM

  ALIREZA SALABAT, SHIMA SOLEIMANI — 2015 г.

  Nano-sized platinum particles have been produced in AOT/cyclohexane/water microemulsion system. The effects of precursor (H2PtCl6) concentration, reducing agent (N2H4) concentration and W parameter value (W = [water]/[surfactant]) on the synthesized platinum nanoparticle size have been investigated. The synthesized Pt nanoparticles were characterized by using UV-visible absorption spectroscopy and scanning electron microscopy. The obtained data showed that the size of the synthesized Pt nanoparticles can be increased by increasing precursor or reducing agent concentrations as well as that of the water/surfactant molar ratio.

• EMPIRICAL EQUATION FOR THE PREDICTION OF VISCOSITY FOR SOME COMMON NANOFLUIDS

  CEOTTO D., CROCE G. — 2015 г.

  A new model is proposed for calculating the relative viscosity of some common nanofluids. Based both on the available literature data and some theoretical considerations it was proposed that the relative viscosity can be calculated using only the values of densities of the particles and of the base fluid. The comparison of our results with existing empirical models using various concentrations and temperatures demonstrated that the proposed equation predicts satisfactory the experiments with an average error of about 4%. The model confirms the already published dependence of the relative viscosity on the variation of volume concentration, temperature and of the particle characteristics reported in some experimental studies. One can use the proposed model to predict the behavior of the system in the case of missing of contradicting experimental data and to develop innovative nanofluids.

• INTERFACIAL BEHAVIOR OF OIL/OIL AND OIL/WATER SOLUBLE BINARY SURFACTANTS AND THEIR EFFECT ON STABILITY OF HIGHLY CONCENTRATED W/O EMULSIONS

  IRINA MASALOVA, NEDA SANATKARAN — 2015 г.

  Instability of highly concentrated water-in-oil emulsions which contain a metastable inorganic salt solution in a form of drops arises from the crystallization of salt in the dispersed phase, both on the shelf and under high shear. In this work the interfacial properties of two binary mixtures of oil/oil soluble and oil/water soluble surfactants with different molar ratios were studied to determine their effect on the stability of manufactured emulsions. The two mixed surfactants used were mainly poly (isobutenyl) succinic anhydride (PIBSA)-based surfactant with either sorbitan monooleate (SMO) (oil/oil soluble) or with polyoxyethylene sorbitan monooleate (Tween 80) (oil/water soluble). Interfacial studies showed completely opposite behavior of these two mixtures with changing concentration of polymeric surfactant. A synergetic effect between PIBSA-Mea and Tween 80 molecules was evident. PIBSA/Tween 80 emulsions exhibited better shelf stability than the PIBSA-Mea/SMO mixtures due to the efficiently packed interfacial film produced by this synergetic binary surfactant mixture. In addition, a significant improvement in stability under high shear conditions was achieved with the oil/water soluble PIBSA/Tween 80 mixture. The results showed that the interfacial study are important for the understanding of instability due to crystallization in emulsions with an oversaturated dispersed phase.

• АГРЕГАТИВНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ МОНОДИСПЕРСНОГО ЗОЛЯ КРЕМНЕЗЕМА В РАСТВОРАХ NАCL И BаCL2

  БАРЕЕВА Р.С., ГОЛИКОВА Е.В., МОЛОДКИНА Л.М., НОВИКОВА Н.А., ЧЕРНОБЕРЕЖСКИЙ Ю.М., ЯНКЛОВИЧ М.А. — 2015 г.

  Методом фотометрии исследована кинетика агрегации монодисперсного золя кремнезема (средний размер частиц 220 нм, численная концентрация частиц n0 = 1010 см-3) в водных растворах NaCl и BaCl2 при рН = 6.2. Прямым методом поточной ультрамикроскопии исследована устойчивость разбавленного золя (n0 = 107 см-3) в растворах NaCl. Результаты проанализированы с позиции теории безбарьерной коагуляции Хогга–Янга и обратимой коагуляции Муллера. Установлено, что медленная коагуляция как концентрированного, так и разбавленного золя протекает по безбарьерному механизму в дальнем потенциальном минимуме.

• АДСОРБЦИОННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОПОРИСТОСТИ КАРБОНИЗОВАННЫХ САЖЕ-ПЕКОВЫХ ГРАНУЛ

  БАШИРОВ И.И., ЖИРНОВ Б.С., КУГАТОВ П.В. — 2015 г.

  Исследована адсорбция азота при 77 K и бензола при 293 K на образцах гранул пористого углеродного материала, полученного путем смешения нефтяного пека и технического углерода (сажи), последующей грануляции и карбонизации при температуре 700°С. Измеренные изотермы адсорбции обработаны с использованием метода БЭТ и S-метода, что позволило определить суммарную поверхность образцов, а также поверхность мезопор и содержание микропор в образцах. Результаты показали, что полученные образцы содержат небольшое количество микропор (менее 0.05 см3/г), которые присутствуют в пековом коксе, т.е. увеличение содержания пека в исходной смеси способствует росту количества микропор в конечных гранулах. Этот факт необходимо учитывать при получении на основе данного материала адсорбентов и носителей для катализаторов.

• АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА КСЕРОГЕЛЯ, ПОЛУЧЕННОГО ИЗ СМЕСИ АЛКОКСИДОВ ТИТАНА И КРЕМНИЯ

  ЕРЕМЕНКО С.И., КУЗНЕЦОВА Т.Ф. — 2015 г.

  Измерены изотермы низкотемпературной адсорбции–десорбции азота на образцах кремнезема, диоксида титана и композитного ксерогеля TiO2/SiO2, полученных путем кислотного гидролиза и поликонденсации, соответственно, тетраэтоксисилана, тетраизопропоксида титана и их смеси в присутствии хлорида цетилпиридиния при разном молярном соотношении Ti/Si. Показано, что изотермы сорбции азота кремнеземом относятся к типу I и свидетельствуют об образовании микропор, а диоксидом титана и композитом TiO2/SiO2 – к типу IV, характерному для мезопористых адсорбентов.

• АДСОРБЦИЯ И ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ АЦЕТОНА И ДИЭТИЛСУЛЬФИДА НА АЭРОЗОЛЕ FEOOH

  БЕСОВ А.С., ВОРОНЦОВ А.В. — 2015 г.

  Высокодисперсный порошок FeOOH в аэрозольном состоянии с частицами размером около 3 нм исследован в процессах реакционной адсорбции и фотокаталитического окисления паров ацетона и диэтилсульфида в воздухе. Аэрозоль в количестве 5 г распыляли с помощью резонатора Гельмгольца, который располагали в центре пластиковой камеры объемом 100 л. Распыление завершалось за 2 мин, и аэрозоль оседал за время менее 5 мин. Наблюдали быструю частичную адсорбцию ацетона и диэтилсульфида на наночастицах аэрозоля с характерным временем 1 и 1.3 мин, соответственно. Фотокаталитическая активность FeOOH в окислении ацетона не обнаружена. Диэтилсульфид окислялся с образованием в качестве промежуточного продукта ацетальдегида и конечных продуктов СО и СО2.

• АДСОРБЦИЯ КОМПОНЕНТОВ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ НА ПОВЕРХНОСТИ ДИОКСИДА ТИТАНА

  ВЛАСОВА Н.Н., ГОЛОВКОВА Л.П., МАРКИТАН О.В. — 2015 г.

  Изучена адсорбция гетероциклических оснований нуклеиновых кислот и нуклеозидов на межфазной поверхности диоксид титана–водный раствор электролита. Рассчитаны константы равновесия кислотно-основных реакций гидроксильных групп поверхности диоксида титана и образования поверхностных комплексов с биомолекулами.

• АДСОРБЦИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ НА ПОВЕРХНОСТИ ДИОКСИДА ЦЕРИЯ

  ВЛАСОВА Н.Н., ГОЛОВКОВА Л.П., СТУКАЛИНА Н.Г. — 2015 г.

  Адсорбция органических кислот из водных растворов на поверхности диоксида церия количественно оценена с точки зрения теории комплексообразования на поверхности раздела фаз. По данным потенциометрического титрования рассчитаны константы равновесия кислотно-основных реакций поверхностных гидроксильных групп диоксида церия. Исследование адсорбции органических кислот на поверхности диоксида церия из водных растворов в зависимости от pH позволило рассчитать константы комплексообразования поверхностных комплексов.

• БЫСТРАЯ КОАГУЛЯЦИЯ ЗОЛЕЙ ЗОЛОТА. ФОРМИРОВАНИЕ КОНТАКТОВ МЕЖДУ ЧАСТИЦАМИ НА НАЧАЛЬНЫХ СТАДИЯХ

  ДОЛИННЫЙ А.И. — 2015 г.

  Методом спектрофотометрии изучена инициированная индифферентным электролитом быстрая коагуляция золей золота с концентрацией 46-нм частиц (0.8–30) ? 1010 см-3. Проанализированы изменения двух полос поглощения, которые возникают при формировании асимметричных кластеров в золях плазмонно-резонансных наночастиц. Анализ данных по кинетике изменения высокоэнергетической моды, интенсивность которой обусловлена вкладами как индивидуальных наночастиц, так и их агрегатов, показал, что на ранних стадиях коагуляция протекает как бимолекулярная реакция. С привлечением обобщенной теории Ми рассчитаны спектры экстинкции димеров, в которых наночастицы золота расположены на различных расстояниях друг от друга. На основании данных расчета сконструирована “плазмонная линейка”, которая представляет сдвиг продольной полосы плазмонного резонанса димеров относительно таковой для индивидуальных частиц в зависимости от расстояния между поверхностями частиц в димере. С помощью плазмонной линейки и экспериментальных данных впервые определено расстояние между наночастицами в димерах, формирующихся в процессе коагуляции. Установлено, что на начальных стадиях быстрой коагуляции золей золота, когда процесс развивается как бимолекулярная реакция, наночастицы, образовавшие димеры, не находятся в непосредственном контакте.

• ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ДИФЕНИЛПОЛИЕНОВ С ПОВЕРХНОСТЬЮ SIO2 В УСЛОВИЯХ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

  ПОЛУНИН К.Е., ПОЛУНИНА И.А., РОЛДУГИН В.И. — 2015 г.

  Методами тонкослойной и высокоэффективной жидкостной хроматографии изучено взаимодействие дифенилполиенов с поверхностью силикагеля SiO2 и SiO2-С18 в органических и водной средах. Измерены электронные спектры поглощения дифенилполиенов в различных растворителях, определены константы их хроматографического удерживания на поверхности твердой фазы. Установлено, что в ряду цис-1,2-дифенилэтилен – транс-1,2-дифенилэтилен – транс-1,4-дифенил-1,3-бутадиен – транс-1,6-дифенил-1,3,5-гексатриен наблюдается усиление взаимодействия дифенилполиенов с поверхностью SiO2 в бинарном органическом растворителе и с поверхностью SiO2-С18 – в водно-органическом растворителе. Обнаружена зависимость констант хроматографического удерживания дифенилполиенов от геометрии и конфигурации их молекул, длины олефинового фрагмента, природы и полярности элюента.

• ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КАТИОННОГО МОНОМЕРА С ДОДЕЦИЛСУЛЬФАТОМ НАТРИЯ В КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ВОДНЫХ РАСТВОРАХ: ЭПР-СПЕКТРОСКОПИЯ И РОТАЦИОННАЯ ВИСКОЗИМЕТРИЯ

  ВАССЕРМАН А.М., ДУХАНИНА Е.Г., ЗАХАРОВА Ю.А., МОТЯКИН М.В., НАВРОЦКИЙ А.В., НОВАКОВ И.А., ШУЛЕВИЧ Ю.В. — 2015 г.

  Изучено взаимодействие катионного мономера метилсульфата триметил[метакрилоксиэтил]аммония с додецилсульфатом натрия (ДДСН) в относительно концентрированных растворах, содержащих от 70 до 500 мМ ДДСН и от 7 мМ до 2.5 М мономера. Высокие концентрации компонентов не препятствуют связыванию мономера с противоположно заряженным ДДСН, что подтверждает принципиальную возможность осуществления полимеризации ионогенных мономеров по матричному механизму с использованием в качестве матрицы мицелл противоположно заряженных ПАВ. Наиболее перспективен для реализации матричного механизма полимеризации диапазон соотношений 0.5 [мономер]/[ДДСН] 2. Влияние ДДСН на макро- и микросвойства системы при этом максимально и заметно уменьшается при дальнейшем увеличении относительного содержания мономера.

• ВЛИЯНИЕ ДОЗЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ НА ДЕФЕКТНУЮ СТРУКТУРУ ИСКУССТВЕННОГО ГРАФИТА

  БОРУНОВА А.Б., ЛЕОНОВ А.В., ПЕРМЕНОВ Д.Г., СТРЕЛЕЦКИЙ А.Н. — 2015 г.

  Определены энергетические параметры (доза D, работа образования поверхности) формирования дефектной структуры при механической активации графита. Показано, что активация графита протекает в две стадии: при малых дозах (D 20 кДж/г) основными процессами являются разрушение и сдвиг частиц графита, сопровождающиеся уменьшением размера частиц, формированием мезо- и микропор, ростом удельной поверхности по БЭТ до 450–550 м2/г, преимущественно обусловленным возникновением щелевидной мезопористости. Кристаллическая структура графита при этом трансформируется в турбостратную с увеличением параметра решетки и уменьшением размеров областей когерентного рассеяния. Для описания формы дифракционных линий необходимо предположить наличие нескольких фракций с резкими различиями по степени дефектности. При более высоких дозах наблюдается превращение турбостратного графита в рентгеноаморфный углерод, которое сопровождается уменьшением удельной поверхности, мезо- и микропористости. Образующиеся при механической активации дефекты не удается полностью отжечь при 2800°C. Основным параметром процесса механической активации является доза подведенной энергии D = Jgt (Jg – удельная энергонапряженность, t – продолжительность активации). Кривые накопления различных дефектов удается представить в виде единой зависимости от дозы при изменении Jg и, соответственно, t более чем на порядок величины (Jg = 1.7–22 Вт/г).

• ВЛИЯНИЕ НИКОТИНОВОЙ КИСЛОТЫ НА МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЕ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ И ИХ ВЯЗКОСТЬ

  АРУТЮНЯН Л.Р., АРУТЮНЯН Р.С., ЛАЧИНЯН М.Л. — 2015 г.

  Изучено влияние никотиновой кислоты на критическую концентрацию мицеллообразования (ККМ) и вязкость растворов додецилсульфата натрия, бромида цетилпиридиния и гексадецилового спирта поли[оксиэтилена(20)]. Определены изменения ККМ и степени ионизации мицелл. Рассчитаны термодинамические параметры мицеллообразования. На основании результатов вискозиметрических исследований рассчитаны значения коэффициента Джонса–Доля.

• ВЛИЯНИЕ ПРИРОДЫ АДЪЮВАНТОВ НА СТАБИЛЬНОСТЬ ГЕРБИЦИДНЫХ ЭМУЛЬСИЙ НА ОСНОВЕ ФЕНОКСАПРОП-П-ЭТИЛА И КЛОКВИНТОСЕТ-МЕКСИЛА

  ДЗАРДАНОВ Д.В., ЕЛИНЕВСКАЯ Л.С., РОЛДУГИН В.И. — 2015 г.

  Изучено влияние природы адъювантов на стабильность эмульсий гербицидов на основе феноксапроп-П-этила и клоквинтосет-мексила. Оптическими методами исследована динамика распределения дисперсной фазы эмульсий по размерам. Показано, что в эмульсиях формируются полимодальные ансамбли капель. Определены адъюванты, обеспечивающие формирование наиболее устойчивых эмульсий.

• ГИДРОГЕЛЬ ЖЕЛАТИНА КАК МОДЕЛЬ ДЛЯ ОЦЕНКИ СМАЧИВАЕМОСТИ И ВОДОСТОЙКОСТИ ПОЛИПЕПТИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

  ПЛЕТНЕВ М.Ю., ПОКИДЬКО Б.В. — 2015 г.

  Приведены результаты исследования смачивания водой и подсолнечным маслом поверхностей гидрогелей желатина и натуральной выделанной кожи как в исходном состоянии, так после обработки гидрофобизирующими агентами – поли(1,1,2,2-тетрагидроперфторалкилметакрилатами), где перфторалкил – н-С6F13 и н-С8F17. Проанализирована кинетика изменения краевых углов капель воды на гидрогеле и коже с целью установления корреляции между смачиваемостью и водостойкостью образцов, обработанных гидрофобизирующими агентами.

• ДЕФЕКТНАЯ СТРУКТУРА И РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ МЕХАНОАКТИВИРОВАННЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОМПОЗИТОВ МАГНИЙ/ФТОРОПЛАСТ

  ВОРОБЬЕВА Г.А., ДОЛГОБОРОДОВ А.Ю., КОЛБАНЕВ И.В., ЛЕОНОВ А.В., ПЕРМЕНОВ Д.Г., СИВАК М.В., СТРЕЛЕЦКИЙ А.Н. — 2015 г.

  Методом механической активации приготовлены высокореакционноспособные энергонасыщенные композиты Mg C2F4 )n, химические превращения в которых инициировали либо нагревом, либо ударно-волновым нагружением. Структура и реакционная способность этих композитов проанализированы методами рентгеновской дифракции, микроскопии, термогравиметрии, калориметрии, а также путем измерения скоростей горения и детонации. Механическая активация сопровождается формированием композитной структуры магний/фторопласт с поверхностью контакта компонентов до 6 м2/г, накоплением в магнии хаотически расположенных дислокаций в концентрации до 6 ? 1010 см-2, деформационных базисных и призматических дефектов упаковки (максимальная вероятность образования 2.1 и 1.4%, соответственно) и границ областей когерентного рассеяния. Во фторопласте происходит разупорядочение и частичная аморфизация структуры. Механическая активация приводит к резкому возрастанию скорости химического превращения Mg + ( C2F4 )n MgF2 + C в режиме взрывного горения (до 400 м/с) и развитию детонационно-подобного режима, при котором реакция распространяется со скоростью до 1100 м/с. Установлена оптимальная доза механической активации (7–8 кДж/г), при которой достигается максимальная скорость распространения реакции. Использование “медленного” нагрева в ячейке калориметра с масс-спектральным анализом выделяющихся газов позволило выделить в термически активированном взаимодействии магния с фторопластом процессы трех типов. Образование MgF2 при температурах ниже 300°C обусловлено, по-видимому, взаимодействием между дефектами в магнии (дислокации, дефекты упаковки) и макромолекулами. Реакция при 300–420°C с небольшим тепловым эффектом вызвана твердофазным взаимодействием между магнием и фторопластом при их контакте. Основной вклад в степень превращения дают процессы, протекающие при температурах выше 420°C и обусловленные термической деполимеризацией фторопласта. Слоистая структура композита и большая площадь поверхности контакта компонентов обеспечивают возможность проникновения газообразных продуктов деполимеризации в объем частиц магния и полноту протекания реакции.

• ДЕФЕКТНАЯ СТРУКТУРА НАНОРАЗМЕРНОГО МЕХАНИЧЕСКИ АКТИВИРОВАННОГО МоО3

  ДЕГТЯРЕВ Е.Н., КОЛБАНЕВ И.В., ЛЕОНОВ А.В., ПЕРМЕНОВ Д.Г., СИВАК М.В., СТРЕЛЕЦКИЙ А.Н. — 2015 г.

  Дефектная структура механически активированного MoO3 изучена методами рентгеноструктурного анализа, спектроскопии комбинационного рассеяния (КР), электронного парамагнитного резонанса, лазерной гранулометрии и адсорбции. При механической активации можно выделить две стадии. До доз механической активации около 1 кДж/г основным процессом является раскол частиц оксида. При этом размеры частиц МоО3 уменьшаются с 30 мкм до 60 нм, удельная поверхность возрастает по линейному закону до 30 м2/г, размеры областей когерентного рассеяния уменьшаются до 18 нм, накапливаются парамагнитные центры, происходит уширение и сдвиг линий КР, отвечающих трем различным типам связи Mo–O. При дозах выше 1 кДж/г основным процессом является трение частиц и их агрегирование, сопровождающееся некоторым уменьшением удельной поверхности и ростом размера частиц. На стадии трения реализуется фазовый переход MoO3 из орторомбической модификации в моноклинную, обусловленный, по-видимому, сдвигом одного из слоев материала в плоскости (100). Он сопровождается накоплением микроискажений решетки в той же плоскости, формированием “напряженных” мостиковых связей Mo–O–Mo и существенным ростом концентрации радикалов Mo5+. Максимальная суммарная концентрация парамагнитных центров составляет 1 ? 1018 г-1. Можно полагать, что радикалы образуются при разрыве наиболее напряженных молибден-кислородных мостиковых связей.

• ДЕФОРМАЦИЯ КАЛЬЦИТА В ПРИСУТСТВИИ ВОДЫ

  ГАЗИЗУЛЛИН И.Ф., СИМОНОВ Я.И., СКВОРЦОВА З.Н., ТРАСКИН В.Ю. — 2015 г.

  Измерены скорости уплотнения порошка кальцита и деформации поликристаллов кальцита под индентором. Проанализированы процессы, происходящие при нагружении кальцита в инертных и растворяющих средах, и предложена схема, связывающая скорость деформации с параметрами, характеризующими напряженное состояние, кинетику растворения и скорость массопереноса в единичном контакте. Обсуждается правомерность распространения схемы на весь полидисперсный ансамбль частиц в уплотняемом порошке.

• ДИФФУЗИОННОЕ ОСАЖДЕНИЕ СУБМИКРОННЫХ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ В СЕТОЧНЫХ ФИЛЬТРАХ

  КИРШ А.А., КИРШ В.А., НЕГИН А.Е., ШАБАТИН А.В. — 2015 г.

  Исследовано осаждение субмикронных аэрозольных частиц на металлических сетках при малых числах Рейнольдса. Дано сравнение полученных экспериментальных данных с теоретическими оценками осаждения броуновских частиц в модельном волокнистом фильтре с учетом конечного размера частиц и наличия кнудсеновского граничного слоя на поверхности проволочек, толщина которого при нормальных условиях соизмерима с размером частиц. Обсуждена возможность использования сеточных диффузионных батарей для определения среднего коэффициента диффузии частиц в субмикронном диапазоне размеров и в качестве эталонных фильтров.