 |
|||||||||
 |
2018, том 16, выпуск 3 |
|
|||||||
|
|||||||||
Выпуски/2018/том 16 /выпуск 3 |
L. V. Dubrovina, E. V. Makarova, T. N. Dymytriuk, T. V. Krupskaya, V. V. Turov, and V. V. Goncharuk
«Disperse Water-Containing Composites Based on Hydrophobic Pyrogenic Silica with Bentonite»
0535–0546 (2018)
PACS numbers: 62.23.Pq, 68.65.-k, 76.60.-k, 78.67.Sc, 81.07.-b, 82.56.Ub, 82.70.Uv
Одержано дисперсні водовмісні композити на основі гідрофобного нанокремнезему (пірогенний діоксид кремнію, модифікований метильними групами), які містять в своєму складі 90 мас.% (30,9 об.%) води. При введенні в композити бентоніту дисперсні водовмісні композити представляють собою закапсульовану в оболонку з аґреґатів метилкремнезема мікрокраплі води розміром у 1–3 мкм і частинки бентоніту, опудрені шаром суміші наночастинок гідрофільного бентоніту та гідрофобного нанокремнезему. Об’ємний вміст води при концентрації бентоніту у 3 мас.% підвищується до 37,06 об.%; також зменшується втрата води такими зразками при 40 і 105?C на 3–6%. Стан води в дисперсних водовмісних композитах з нанокремнеземом і бентонітом вивчено методою низькотемпературної 1Н-ЯМР-спектроскопії. Визначено термодинамічні параметри шарів сильно- та слабкозв’язаної води, а також міжфазну енергію води. Встановлено, що при введенні бентоніту в дисперсні водовмісні композити зменшуються концентрація слабкозв’язаної води (CuwW) від 8,75 до 6,675 г/г і міжфазна енергія води (?S) від 7,8 до 7,2 Дж/г. На концентрацію сильнозв’язаної води (CuwS) і максимальне пониження вільної енергії в шарі сильнозв’язаної води (?GS) введення бентоніту не впливає. У присутності бентоніту зникають кластери води з радіюсом R???1 нм, частка кластерів з радіюсами у 1,5–1,7 нм дещо збільшується, практично зникають домени з розмірами від 1,7 до 9 нм, проте в декілька разів зростає частка поліасоціятів з радіюсом ??10 нм.
Keywords: dispersed water-containing composite, hydrophobic nanosilica, bentonite, bound water, low-temperature 1H NMR-spectroscopy
References
1. B. P. Binks and R. Murakami, Nature Mater., 5, No. 11: 865 (2006).
2. L. Forny, Powder Technology, 189, No. 2: 263 (2009).
3. B. O. Carter, W. Wang, D. J. Adams, and A. I. Cooper, Langmuir, 26, No. 5: 3186 (2010).
4. V. V. Goncharuk, L. V. Dubrovina, and E. V. Makarova, J. Water Chem. Technol., 39, No. 6: 351 (2017).
5. V. I. Osipov, V. N. Sokolov, and N. A. Rumyantseva, Mikrostruktura Glinistykh Porod (Moscow: Nedra: 1989) (in Russian).
6. Yu. I. Tarasevich, Poverkhnostnyye Yavleniya na Dispersnykh Materialakh (Kyiv: Naukova Dumka: 2009) (in Russian).
7. J. C. Hindman, J. Chem. Phys., 44, No. 12: 4582 (1966).
8. I. S. Chuang, D. R. Kinnej, and G. E. Maciel, J. Amer. Chem. Soc., 115, No. 19: 8695 (1993).
9. O. V. Petrov and I. Furo, Progr. in NMR, 54, No. 2: 97 (2009).
10. D. T. Atkins, P. Kekicheff, and O. Spalla, J.Colloid Interface Sci., 188, No. 1: 234 (1997).
11. V. M. Gun’ko, V. V. Turov, V. M. Bogatyrev, V. I. Zarko, R. Leboda, E. V. Goncharuk, A. A. Novza, A. V. Turov, and A. A. Chuiko, Adv. Colloid. Interf. Sci., 118, Nos. 1–3: 125 (2005).
12. V. M. Gun’ko, V. V. Turov, and P. P. Gorbyk, Voda na Mezhfaznoi Granitse (Kyiv: Naukova Dumka: 2009) (in Russian).
13. V. M. Gun’ko and V. V. Turov, Nuclear Magnetic Resonance Studies of Interfacial Phenomena (New York: Taylor&Francis: 2013).
14. V. S. Erasov, M. Yu. Pletnev, and B. V. Pokid’ko, Colloid. J., 77, No. 5: 614 (2015).
15. D. O. Vivaldini, A. P. Luz, V. R. Salvinin, and V. C. Pandolfelli, Ceramics Int., 39, No. 5: 6005 (2013).
16. R. Iler, Chemistry of Silica. Solubility, Polymerization, Colloid and Surface Properties and Biochemistry of Silica (New York: J. Wiley: 1979).
 Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна ©2003—2021 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины. Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача |