Исследование проводилось методом импедансметрии на стационарном ртутном электроде в виде капли. Вкачестве индифферентного электролита использовался 1м naClO

Вид материала

Исследование

Подобный материал:

• Потребительские предпочтения на рынке коньяка и бренди, 41.04kb.
• Сама задача утилизации аккумуляторного электролита ещё не решена,, 32.25kb.
• Лабораторный комплекс нтц-23. 000 Электрические машины Исследование силового двухобмоточного, 34.47kb.
• Кодирование методом Хаффмана и Фано-Шеннона: демонстрация, исследование, 52.16kb.
• Военнослужащих, 3163.89kb.
• Методика выполнения измерений содержания йода в воде питьевой и минеральной, пищевой, 31.71kb.
• Конспект урока по Информатике и икт в 9 классе Тема: «Построение и исследование физических, 69.13kb.
• Кузнецова Елена Сергеевна г. Сергиев Посад 2009 г. Содержание Введение глава I. Теоретическое, 602.57kb.
• Горбаченко В. И., Артюхина, 45.03kb.
• Исследование системы «пласт-скважина» методом высокочастотных фильтрационных волн давления, 150.73kb.

УДК 544.651.13

Адсорбция поверхностно-активных органических соединений с каркасной структурой молекул на электродах РаЗЛИЧНОЙ ПРИРОДЫ в диметилсульфоксиде


Стенина Е. В., Свиридова Л. Н., Комарова Н. С.*, Кривенко А. Г.*

Химический факультет, МГУ им. Ломоносова

Россия, г. Москва, estenina@yandex.ru

*Институт проблем химической физики РАН

Россия, г. Черноголовка


В литературе практически отсутствуют исследования адсорбции поверхностно-активных органических веществ (ПАОВ) из неводных растворителей. Помимо фундаментального интереса данные такого ро-да могут быть важны с точки зрения практических приложений, в частности для диспергирования материалов из наноструктурированного углерода с целью получения суспензий индивидуальных нанотрубок.

Исследование проводилось методом импедансметрии на стационарном ртутном электроде в виде капли. В качестве индифферентного электролита использовался 0.1М NaClO₄. Для изучения были выбраны ПАОВ, обладающие каркасной (алмазоподобной) структурой молекул: адамантан, 1-адамантанол (АdОН), тиокамфара (ТК), инклюзивный комплекс катиона Na⁺ c макробициклическим лигандом – криптандом [2.2.2.] (криптат натрия (КР)). Вещества этого типа образуют на ртутном электроде в водных растворах прочные, в ряде случаев и особо прочные, так называемые, двумерные конденсированные адсорбционные слои. Обнаружена также сильная адсорбция этих соединений на электродах из наноструктурированного углерода, приводящая в случае электродов, сформированных жгутообразными связками нанотрубок (нанобумага) к существенному увеличению поверхности вследствие частичного расщепления составляющих их элементов (эффект Ребиндера)¹.

Концентрация ПАОВ во всех случаях составляла 10^-2 М. Зависимости дифференциальной емкости (С) от потенциала (Е) измерялись при различных скоростях и направлениях развертки потенциала. Все перечисленные соединения являются поверхностно-активными в исследуемых системах, что проявляется в снижении значений С в области потенциалов адсорбции. При потенциалах максимумов на С,Е-кривых в растворах индифферентного электролита, которые связаны с переориентацией молекул ДМСО, на С,Е-кривых в присутствии ПАОВ наблюдаются сложной формы пики емкости. Для соединений, обладающих функциональными группами или зарядами, при развертке от отрицательных к положительным значениям потенциала наблюдается необычно широкая область адсорбции (около 2 В). В области потенциалов положительнее упомянутых выше пиков емкости имеет место формирование, по-видимому, иного по структуре, чем при более отрицательных потенциалах, адсорбционного слоя. Общей особенностью адсорбционных слоев этого типа для АdОН, ТК и КР является замедленное формирование и меньшие величины предельной емкости, чем при более отрицательных потенциалах. Интересно, что даже при самых больших достигнутых положительных потенциалах не проявляются признаки десорбции адсорбата с поверхности электрода. При обратном направлении сканирования потенциала эффект формирования описанной структуры адсорбционного слоя исчезает. В то же время импедансметрические данные в области отрицательных потенциалов практически не зависят от направления сканирования потенциала. Таким образом, в зависимости от условий на поверхности электрода АdOH, КР и ТК в диметилсульфоксидных растворах могут образовывать различные типы адсорбционных слоев. Вероятно, их формирование при отрицательных зарядах поверхности существенно не связано с взаимодействием с молекулами растворителя, что может быть обусловлено не совсем благоприятной для этого ориентацией в поверхностном слое. При смещении в область положительных зарядов ориентация молекул растворителя изменяется и, возможно, создаются условия для формирования их ассоциатов с молекулами адсорбата. Как известно, ДМСО легко образует структуры с веществами, являющимися донорами протонов. Высказанное предположение подтверждено экспериментами с адамантаном – углеводородом каркасной структуры, не обладающим функциональными группами. В этом случае, как оказалось, в области положительных потенциалов, при любых условиях вообще не происходит адсорбции ПАОВ на электроде. Аналогичные эксперименты, выполненные с использованием электродов из нанобумаги, выявили высокую поверхностную активность АdOH, КР и ТК в этих системах.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 09-03-00598).