Получение гибридных органоминеральных ... - Humus.ru

humus.ru

Получение гибридных органоминеральных ... - Humus.ru

Получение гибридныхорганоминеральных материаловна основе гуминовых веществи соединений кремния и железаСоркина Т. А.Аспирантка 1 года обученияУтверждение темы диссертациина соискание степеникандидата химических наук


Руководители и организации• д.х.н., проф. Перминова И. В.Химический ф-тМГУ им. М. В. Ломоносова,кафедра органической химии,лаборатория физическойорганической химии• к.х.н., с.н.с. Пономаренко С. А.Институт синтетических полимерныхматериалов им. Н.С. Ениколопова РАН,лаборатория синтезаэлементоорганических соединений


План доклада• Обзор литературы• Постановка цели и задачдиссертационной работы• Основные направления работы• План выполнения


Гуминовые веществаПриродные макромолекулыСтроение• Рандомизованныеполимеры ароматическихоксиполикарбоновых кислот• Структурная гетерогенность полифункциональностьСвойства• Биосовместимость• Устойчивость к биоразложению• Способность связывать как металлы,так и органические веществаO OHOHOHCOOHOOHHOOCHOOCOHHOOCN OOHOHOH OHOHFe 2+O OOHNHONH NHO O - OHO - OCH 3 NHHOH NH O3 COH OHNH NH 2 2CH 2 OH NHO OO 2HOOOHOO -O OCH 3HO Fe 2+NH CH 2 2 OH NHOH2OOHOOCH OH3Si HOOO OOH ON NH CH 2 NH NHO -OHO CHSiOH 2 N C O CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O CH 2H H HOH H O OO O H O NO CH 2 CH 2NHO OHHN NNOAl Al + FeH 2O3 COOCOOHOHO O H NH 2OHOHNCH CH 2 OO - HO OSiO HOO Fe 2+ O - HOOO Fe 2+ OOOHHO - OH HO OH 3 COOH O OH OHO - HNHO H2H CHHO3O OHCHH 3 C NHHO2 OHOHHOOHH O OOHOO ONHOHOCH 2HON CH 2 CH 2 OOH NO 2 OHH 2 N OHO OOCOOHCOOHCOOHCH 2NH CH 2 CH 2 NH 2OOHOH OCH 3OHK +O O -ONHOHOOHH H CH 2 OHCOOHO OCH 3CH 2 OHOOOCH 2OHOOCH 2 OHO OOOHCH 2 OH


Гибридные материалыМатериалы, полученные сочетаниемхимически разнородных компонентов,в том числе органоминеральныхПримеры гибридных материалов• Органические покрытия на поверхностиминеральных носителей• Полимеры с наночастицами• Композитные материалы


Основные способы получениягибридных материалов• Модификация минеральной поверхностиорганическими соединениями• Золь-гель технологии• Блок - сополимеризацияполимеров различной природы• Темплатная сборка (по шаблону)


Общая схема поверностномодифицированногоматериалаНоситель(Твердое тело)ПоверхностныйслойЯкорнаягруппаНожкаФункцияПодложкаПривитый слой


Фиксация соединения наповерхности носителя(Лисичкин, 2003)Термины, применяемые в различныхобластях химии• Иммобилизация• Закрепление• Гетерогенизация• Прививка– энзимология– катализ– химия ВМС• Хемосорбция – физхимия


Области применениягибридных материалов• Нанотехнологии• Биотехнологии• Биомедицинские технологии


Назначение гибридныхматериалов• Гетероповерхностные сорбенты дляхроматографии• Сенсоры• Гетерогенные катализаторы• Магнитные жидкости• Подложки для иммобилизации ферментов• Сорбенты тяжелых металлов и органическихзагрязнителей


Гибридные материалы наоснове гуминовых веществ,описанные в литературе• Биосовместимые магнитные жидкости(группа Etelka Tombacz)• Подложки для иммобилизации ферментов(Rosa и др.)• Гетероповерхностные сорбенты – моделипочвенных частиц (Szabo, Koopal, Prado, и др.)• Сорбенты для удаления тяжелых металлов иорганических загрязнителей (ряд патентов истатей различных авторов)


Магнитные жидкостиУстойчивыемагнитоуправляемыеколлоидывысокодисперсныхферро- исуперпарамагнитныхчастицМагнитная жидкость1 - магнитная частица2 - полимер


Применение магнитныхжидкостей• Магнитные курьеры• Магнитные наночастицы – маркеры• Магнито-жидкостнаягипертермия


Требования к магнитнымжидкостямСвойства• Магнитные характеристики• Биосовместимость• Стабильность в широком диапазонекислотности (pH) и солености среды


Иммобилизация ферментовФерментывысокоспецифичныебелковые катализаторыИммобилизацияна плёночных носителяхстабилизация в условияхпротекания реакций


Модели природных органоминеральныхчастиц• Почвенные частицы• Илистые частицы донных отложений• Органо-минеральные коллоиды


Цель работыПолучить и исследоватьгибридные органоминеральные материалына основе гуминовых веществи соединений железа и кремния


Задачи• Получить гуматы железа методомкомплексообразования• Получить кремнийорганические производныегуминовых веществ методом химическоймодификации• Иммобилизовать кремнийорганическиепроизводные на магнитных оксидах железаи оксидах кремния• Изучить свойства полученных материалов


Гуматы железа. Этапы работы• Синтез набора гуматов железа вразных условиях• Анализ: формы существования железа,магнитные свойства• Масштабирование для промышленногопроизводства


Гуматы железаНазначение• Микроудобрения для растений• Добавка в пищу для устранения анемииСвойства• Растворимость в воде• Доступность для растений в почвенных средах• Устойчивость


Производные Fe - ГВ• Гуматы железа• Иммобилизация ГВ на поверхностиоксидов железа с помощьюкремнийорганических соединенийМагнитные жидкостиПлёночные носители


Кремнийорганические соединенияв качестве якорных группировок• Стабильные• Доступные• Малотоксичные• С –OHгруппамиобразуют систему связейЭ –O –Si–CN H 2OSiOCH 3CH 3OAPTS3-аминопропилтриметоксисиланC H 3


Алкоксисилильные производныегуминовых веществ (Карпюк, 2005)МодификациясиликагеляAPTSCH 3 CH 3OOO CH 3SiNH 2HOCH 3 CH 3OOO CH 3SiNH 3-O+C H 3C H 3H 2NOSiOOMeOH(a)(b)(c)Иммобилизация ГВна аминированномsilicaOOC H 3SiOH 2H 2C CC NH 2H2(Si-APTS)OC HA+H O120C(DMF)силикагелев ДМФАsilicaOOC H 3SiOH 2H 2C CCH2NH(Si-APTS-HA)(DMF)OCHA


Этапы работы• Освоение синтеза алкоксисильльныхпроизводных ГВ• Прививка к поверхности различныхминеральных носителей (SiO 2 , оксидыжелеза)• Исследование свойств полученныхгуминовых плёнок


Носители. Оксиды железаОксидные наночастицы• Магнетит Fe 3 O 4• Гематит (γ-Fe 2 O 3 )• Ферриты – сложные оксиды Fe(III)с более основными оксидамидругих металлов


Оксид кремния SiO 2Кристаллический SiO 2• Иммобилизация ГВ на песке– сорбционные комплексыАморфный SiO 2 – силикагель• Носитель для иммобилизацииферментов


Методы анализаОбщие• Атомная силовая микроскопия• Элементный анализ• ЯМР ( 13 C, 1 H)• ИК-спектроскопияМагнитные частицы• РФА рентгено-фазовый анализ• Магнитные измерения (весы Фарадея)• Мессбауэровская спетроскопия


План проведения работна 1 год обученияДекабрь 2006Февраль 2007Март 2007Май 2007Май 2007Август 2007Синтез и анализ гуматовжелезаОсвоение синтезаалкоксисилильных производныхгуминовых веществИммобилизацияалкоксисилильных производныхГВ на различных носителях иизучение их свойств


Спасибо за внимание07 декабря 2006 г.

More magazines by this user
Similar magazines