Перспективные композиты XXI века на основе органических и неорганических полимеров. Новые металлические сплавы, приоритетные технологии
Для получения комплекса (I) необходимо применить абсолютный хлорбензол и специально высушенный ПВП. В работе использовали ПВП аптечной марки «энтеродез» с молекулярной массой 12600±2700, после дополнительной и тщательной сушки в вакууме при 800С в течение 50 часов. ПВП и фуллерен С60 растворяли отдельно в абсолютном хлорбензоле, а затем смешивали эти растворы и нагревали при 60 0С в течение 5 ч
асов, охлаждали до комнатной температуры, затем до 0 0С и выдерживали в течение 50 часов при комнатной температуре. Хлорбензол отгоняли при 600С в вакууме. Остаток растирали и длительно высушивали в вакуумном шкафу до постоянной массы. Полученный комплекс (I) растворяли в воде. Содержание фуллерена С60 в комплексе достигает 1,6%, т.е. примерно в два раза выше, чем в работе [4]. Комплекс (I) поглощает в УФ-области при 255 и 330 нм в воде и достаточно стабилен при комнатной температуре в воде, но постепенно разрушается с течением времени. При нагревании в воде при 80 0С комплекс (I) разрушается в течение 70 часов. Растворимость комплекса (I) и содержание фуллерена С60 определяли как весовым, так и методом УФ-спектроскопии при 255 и 330 нм.
Другой способ увеличения растворимости фуллерена С60 в воде, разработанный нами, заключается в переводе его в коллоидное состояние с использованием стабилизатора – додецилсульфата натрия. Отдельно готовили раствор фуллерена С60 в толуоле концентрацией 1 мг/мл и раствор додецилсульфата натрия в смеси вода-ацетон (1:3). К раствору стабилизатора, при интенсивном перемешивании на магнитной мешалке, прикапывали толуольный раствор фуллерена С60. Полученный гомогенный раствор желтого цвета перегоняли при атмосферном давлении и интенсивном перемешивании. Сначала отгоняется ацетон, а затем азеотропная смесь толуол-вода. В результате органические растворители полностью удаляются, и при дальнейшей перегонке отделяется вода с показателем преломления n = 1,3330. В процессе перегонки фуллерен С60 диспергируется в воде и стабилизируется додецилсульфатом натрия. Таким способом были получены дисперсии с содержанием С60 0,01 – 0,50 г/л, цвет которых при увеличении концентрации меняется от желтоватого до темно-коричневого. Средний размер коллоидных частиц в водной среде, рассчитанный по методу спектра мутности, составляет 24 нм.
Стабилизирующее действие молекул додецилсульфата натрия проявляется в том, что они адсорбируются на поверхности фуллереновой сферы углеводородными радикалами, а их полярные группы образуют внешний слой, препятствующий коагуляции. В водном растворе происходит частичная диссоциация полярных групп, и строение коллоидной частицы фуллерена С60 можно представить формулой:
{n[C60]mC12H25SO4–(m – x)Na+}xNa+
Таким образом, получены водорастворимые производные фуллерена С60, которые могут быть использованы в химии и химической технологии.
УДК 541.138
СТРУКТУРА И СВОЙСТВА НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ,
МОДИФИЦИРОВАННЫХ ОРГАНИЧЕСКИМИ ДОБАВКАМИ
О.В. Долгих, Н.В. Соцкая, Д.В. Крыльский, М.Ю. Хазель
Воронежский государственный университет
Сплавы никеля уже давно нашли широкое применение в промышленности благодаря целому ряду ценных физических, химических и магнитных свойств. В последнее время появились работы, посвященные использованию их в качестве электродных материалов, поскольку они химически стабильны и проявляют каталитические свойства в реакциях выделения водорода [1-4], кислорода [5], окисления различных органических соединений [6]. Кроме того, никель и его сплавы являются катализаторами реакции анодного окисления гипофосфит-иона, которая лимитирует процесс так называемого химического осаждения многих металлов, в том числе и самого никеля. Поэтому изучение факторов, влияющих на каталитическую активность никелевых сплавов, представляется актуальной задачей. Целью данного исследования являлось изучение влияния ряда серо- и азотсодержащих органических веществ, добавок в электролит никелирования, на каталитическую активность Ni,P-сплавов, сформированных в их присутствии, в реакции анодного окисления гипофосфит-иона.
Для исследования были выбраны соединения, представленные в таблице. Среди них структурные аналоги – тиомочевина (1) и гуанидин (2), их гетероциклические аналоги (добавки 3-8), соединения с –S–S– фрагментом (9-10) и тиоспирты (11-12).
Пленки Ni,P-сплавов переменного состава получали на рабочем Ni-электроде площадью 0.62 см2 из электролита, содержащего (моль/л): NiCl2×6H2O – 0,08; NaH2PO2×H2O – 0,24; NH2CH2COOH – 0,20; CH3COONa×3H2O – 0,12 (pH 5,5). Катодное осаждение осуществляли в потенциодинамическом режиме с помощью потенциостата ПИ-50-1,1, поляризуя электрод от стационарного потенциала до –1,2 В (здесь и далее все потенциалы приведены относительно с.в.э.). Каталитическую активность полученных сплавов изучали, снимая анодные потенциодинамические кривые в 0,24 М растворе гипофосфита натрия. Состав Ni,P-сплавов устанавливали на основе данных рентгенофлюоресцентного анализа, проводимого на приборе VRA-30 (30 кВ, 30 мА, сенциляционный счетчик, кристалл-анализатор LiF (200), время экспозиции 30 с.). Информацию о структуре покрытий получали посредством рентгеноструктурного анализа на приборе ДРОН-3 (Cu Kα-излучение, 35 кВ, 20 мА).
Органические добавки
№ п/п |
Название |
Структурная формула |
№ п/п |
Название |
Структурная формула |
1 |
Тиомочевина |
|
7 |
1-Метилурацил |
|
2 |
Гуанидин |
|
8 |
4-Амино-1,3-диметилурацил |
|
3 |
4-Имидазолон-2-тион |
|
9 |
Динатриевая соль 4,4'-дитиодибензолдисульфокислоты |
|
4 |
2-Аминотиазолин |
|
10 |
2,2'-Диаминодитиодибензол |
|
5 |
4-Тиазолидинон-2-тион |
|
11 |
2-((4амино-6-фениламино)-1,3,5 –триазин-2-ил) метилтио) этанол |
|
6 |
Барбитуровая кислота |
|
12 |
2-((4-толиламино-6-амино-1,3,5 –триазин-2-ил) метилтио) этанол |
|