AP08957241 – Полимер-металл көпқабатты нанокатализаторларды әзірлеу
Бұл жобаның мақсаты – катализде қолдану үшін функционалды полимерлерді қабат-қабат құрастыру арқылы көп қабатты полимер-металл нанокомпозиттерін әзірлеу.
Өзектілігі: Температураның өзгеруіне, ортаның рН-ына, төмен молекулалық тұздың түрі мен концентрациясына, еріткіштің термодинамикалық сапасына байланысты әртүрлі конформациялық және фазалық күйлерде өмір сүруге қабілетті синтетикалық полиамфолиттер ғылыми және практикалық үлкен қызығушылық тудырады. Толық зарядталған макромолекулалардың өкілдері – жоғары зарядталған полиамфолиттер зарядталған катиондық және аниондық мономерлерден тұрады және рН мәндерінің кең диапазонында зарядтарды ұстап тұру қабілетіне ие. Жоғары зарядталған полиамфолиттердің әрекеті сополимерлердің құрамына және мономер бірліктерінің таралуына байланысты. Тұрақты зарядтардың болуы металл иондарының, бояғыштардың және беттік белсенді заттардың тиімді байланысуына ықпал етеді. 2-акриламидо-2-метилпропансульфонат (АМПСNa) және (3-акриламидопропил) триметиламмоний (АПТАХ) натрий тұзының сополимерлері аз зерттелген полимерлерге жататын жоғары зарядты полиамфолиттердің типтік өкілдері болып табылады. Соңғы зерттеулер көрсеткендей, АМПСNa және АПТАХ мономерлер ретінде пайдалану бірегей қасиеттері бар полимерлі матрицаларды синтездеуге мүмкіндік береді. АМПСNa және АПТАХ негізіндегі полимерлер бойынша зерттеулердің маңыздылығын нанокомпозиттік материалдарға арналған бірқатар зерттеулер дәлелдейді. Әдебиет деректеріне шолу көрсеткендей, жоғары зарядталған полиамфолиттердің металл иондарымен кешенді түзілуі, әсіресе LbL әдісімен көп қабатты каталитикалық қабықшалар алу бойынша зерттеулер жеткілікті зерттелмеген және жарияланымдар эпизодтық болып табылады. Осылайша, полиэлектролиттердің кең ауқымына қарамастан, көп қабатты нанокатализаторларды алу үшін LbL алу үшін барлық потенциалды қолданылатын полимерлер пайдаланылмайды..
Ғылыми жетекшісі: Химия ғылымдарының докторы, Профессор, Селенова Багадат Саматовна
Алынған нәтижелер: Бұл жұмыста радикалды полимерлену әдісі арқылы APTAC және PAMPS негізіндегі күшті зарядталған гомополимерлер синтезделіп, олардың құрылымы ИҚ-Фурье және ЯМР спектроскопия әдістерімен дәлелденді. Потенциометриялық, кондуктометриялық және вискозиметриялық әдістер арқылы PAMPS полимерінің мыс және палладий иондарымен кешен түзу қабілеті зерттеліп, оңтайлы қатынас 1:4 екені анықталды. Полимер-металл кешендерінің түзілуі ерітіндінің тұтқырлығының төмендеуімен қатар жүретіні көрсетілді. PEI-CuNPs және PEI-PdNPs нанокомплекстері алынып, олардың өлшемдік сипаттамалары мен дзета-потенциалы анықталды. Осы негізде қабаттап тұндыру әдісі арқылы мультиқабатты жұқа қабықшалар алынып, олардың түзілу шарттары мен адсорбция уақытының әсері зерттелді. Зерттеулер нәтижесінде қабықшалардың біртекті құрылымы, төмен кедір-бұдырлығы және нанобөлшектердің біркелкі таралуы анықталды. Алынған мультиқабатты жүйелер каталитикалық белсенділік көрсетіп, болашақта нанокатализаторлар ретінде қолдануға мүмкіндік береді.
Жарияланымдар тізімі
- Selenova B.S., Ayazbayeva A.Ye., Shakhvorostov A.V., Kabdrakhmanova S.K., Nauryzova S.Z., Kudaibergenov S.E. Preparation and study of the physicochemical characteristics of multilayer polymer composites based on poly(ethyleneimine)-stabilized copper nanoparticles and poly(sodium 2-acrylamide-2-methyl-1-propanesulfonate) // Chemical Bulletin of Kazakh National University. – 2021. – Issue 3. – P. 22–31. – DOI: https://doi.org/10.15328/cb1235