Введение к работе
Актуальность работы. Модифицированные адсорбенты на основе фемнезема находят широкое применение для концентрирования и эазделения ионов металлов и органических веществ, используются в очестве гетерогенных катализаторов нового поколения, носителей гяя иммобилизации биологически активных соединений. С развитием /.етодов модифицирования остается актуальным исследование свойств юных материалов. Для изучения химии поверхности твердых тел может зыть использована газовая хроматография, как один из наиболее гувствительных физико-химических методов, который позволяет «посредственно измерять термодинамические характеристики адсорбции при малых заполнениях, исследовать различные виды лежмолекулярного взаимодействия, такие как водородная сеязь или сомплексообразование, прослеживать влияние условий синтеза на свойства адсорбентов, выявлять участки неоднородности поверхности і, тем самым, способствует совершенствованию методов получения юдафицированных материалов.
Важной задачей является также разработка метода соличественной оценки адсорбционных равновесий на поверхности, так сак существующее деление адсорбентов на полярные и неполярные ізллется достаточно упрошенным. Вклады различных структурных Ерагментов органически молекул з константу адсорбционного :звнозесия и теплоту адсорбции весьма чувствительны к изменении іуусі;. поверхности и могут сыть использованы для количественной характеристики сзойстз нсзых материалов и сравнения меаду собой зазличных адсорбентов.
В настоящее время интенсивно изучаются свойства новой
лінтс'аігрованнсй ормы углерода - Фудлеренсз. Нанесете удлеренсз
іа кремнеземный носитель не только открывает перспективы получения
адсорбентов с качественно новой углеродной поверхностью, но и
їоззоляет исследовать ь^етодом газовой хроматографии
!ЗУмоленулярные ззаимодгі:стБ",?л непосредственно молекул фуллгрзнсз і ортзтнтаесютпі соединениями различной природы. Сравнение :ес.\!одк.ло.мнческ;!х х.ара-лтс'рііст.-гк адоорбшчї на Луллерензл. и рафитированной термической сзаэ дает возможность выявить отличиз :войств поверхности шдификаций углерода.
Цель работы. Целью данной работы являлось изучение хими поверхности нових модифицированных адсорбентов (кремнеземы і хишчески привитыми аминопропильными группами, крзмшз'.7,ы і нанесенным углеродным слоем и слоями фуллєренов), а т&к» исследование мекмолекулярных взаимодействий при адсорбции молеку. различной природы на поверхности фуллєренов С60 и C7Q.
В связи с этим в задачу работы входило: 1 - определенод методом газовой хроматографе! термодинамических характеристш адсорбция органических соединений на поверхности модафгщярованны; образцов; 2 - количественная оценка свойств изученных материале] на основе расчета вкладов различных молекулярных групп в констант: адсорбционного равновесия и теплоту адсорбции органически: веществ; 3 - изучение методом ИК-спектроскопии качественного з количественного состава функциональных групп на поверхносп аминированного кремнезема; 4 - исследование селективності кремнеземов с привитыми аминопропильЕыми группами по отношеншо ] ряду кислород--, азот- и серосодераащих соединений и использование этих адсорбентов для анализа высокополярных и реакционоспособны; веществ; 5 - изучение возможности применения кремнезема < нанесенным углеродным слоем в качестве адсорбента-накопителя.
Научная новизна. В работе впервые изучены свойства новьс адсорбентов для газовой хроматографии - кремнеземов с плотны» аминопропильным покрытием. На основании данных ИК-спектроскопш показана роль остаточних свободных силанольных групп ні поверхности аминированного силохрома и влияние их нг воспроизводимость хроматографических свойств. Исследованы свойств? адсорбента-накопителя - кремнезема с нанесенным углеродным слоем, полученным посредством низкотемпературного пиролиза СС14. Впервые изучены адсорбционные свойства фуллєренов CgQ и CUn, нанесенных нг поверхность кремнеземных адсорбентов и инертного носителя. Проведена количественная оценка хроматографических свойсті изученных образцов на основе расчета вкладов структурнш фрагментов органических соединений в термодинамические характеристики адсорбции.
Практическая значимость. На конкретных примера:
газохроматографического разделения показана перспективності использования кремнеземов с плотным аминопропильным покрытием і аналитической практике для анализа высокополярных і реакционноспособных соединений, в том числе аминов, серосодержащиз
зданений, азотсодержащих гетероциклов. Кремнезем с углеродным эем может применяться в качестве адсорбента-накопителя при злизе загрязнений окрукащей среда. Метод расчета вкладов пекулярных групп в .термодинамические характеристики адсорбции жет быть использован для количественной характеристики свойств внх материалов, сравнения адсорбентов с различной химией верхнссти между собой, а также предсказания удерживания широкого уга органических соединений на основе небольшого спериментального материала.
Результаты данной работы могут быть рекомендованы для пользования в научно-исследовательских институтах, занкмзшкхся учением химии поверхности различных материалов, синтезом и следованием фуллеренов, а также на промышленных ггредприятилх для «троля технологических процессов (синтез кремнеземоз с привитыми кнопропилъиыми группами в СП "БиохимМак"), при анализе мосферного воздуха и лекарственных препаратов.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались і Межотраслевом семинаре по теории и практике хроматографии "фа, '991 г.), на 2-ом Международном симпозиуме по химии зверхности, адсорбции и хроматографии (Москва, 1992 г.), иждуя^рсдйом семинаре "Фуллерены и атомные кластеры" (Санкт ?тербург, 1993 г.) Мзкдунэрохном симпозиуме "Хроматография и эсс-спектрометрия з анализе объектов окружающей среды" (Сонкт гтерсург, 1954 г.), Международном симпозиуме "Фуллерены: химия, лэикэ и новые направления" (кэ 185 Собрании электрохимического 3!дест~з., С::н Франциске, 19Э4 г.) и Обмемоско^оком семинаре Ьуллереян" (Москва, ИНЭОС, 19Э4Г.)
Пуб^^гпин. По материалам диссертации опубликовано 8
Структура и объем работы. Диссертации состоит у.з зседени.ч, ести глав, выводов и списка литературы. Объем диссертации 173 трлкииы М2"^отптсного текста, вклзочая 50 рисунков, 33 таблицы и