small isc logo

Институт химии поверхности им. А.А. Чуйко

Национальной академии наук Украины
(официальный сайт)

2017-ny

 

Шановні колеги!

Щиро вітаємо Вас з Новим роком та Різдвом Христовим! 

Бажаємо Вам щастя та міцного здоров’я, професійних досягнень та 

перемог, достатку та добробуту Вашим сім’ям, 

миру та злагоди!

 

 

Отдел химии поверхности гибридных материалов

 

 

Заведующий отделом


 

Телефон: + 380 44 422-96-09

Факс: + 380 44 424-35-67

E-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

В отделе работает 16 специалистов, в том числе 1 доктор и 9 кандидата наук, 1 аспирант. В состав отдела входит лаборатория хемосорбции (зав. лаб. д.х.н., проф. Тертых В.А.). Сотрудниками подразделения опубликована 1 книга, отдельные главы в 4 коллективных монографиях, 170 научных статей, защищены 1 докторская и 4 кандидатские диссертации.

 

Направления исследований

Разработка научных основ направленного синтеза гибридных органо-неорганических материалов с использованием золь-гель и темплатного методов и мультикомпонентных систем. Такие гибридные материалы представляют значительный практический интерес для сорбционных технологий (селективное извлечение ионов токсичных и благородных металлов, редкоземельных и радиоактивных элементов; избирательное поглощение из пара и газов молекул органического происхождения), экоаналитической химии (контроль качества пищевых продуктов, питьевой воды), хроматографии (белков и т.п.), хемо- и биосенсорики (медицинская диагностика), катализа (например, создание селективных катализаторов с суперкислотными центрами), биотехнологии (ферментативные катализаторы).

 

Основные результаты за последние годы

С использованием золь-гель и темплатного методов разработаны методики одностадийного синтеза мезопористых кремнеземов с комплексообразующими и ионообменными группами (аминными, тиольными, аммонийными, тиомочевинными и фосфоновыми) в поверхностном слое. Методами силовой и электронной микроскопии установлено морфологию полученных гибридных органо-неорганических материалов; методами колебательной и твердотельной ЯМР спектроскопии показан состав, строение структурных единиц и особенности поведения поверхностного слоя. Изучены сорбционные свойства синтезированных материалов по отношению к ионам некоторых тяжелых, благородных металлов и актиноидов. Показано, что такие сорбенты относительно легко регенерируются без существенных изменений в их структуре и поверхностном слое.

Реакцией гидролитической поликонденсации тетраэтоксисилана с соответствующими трифункциональными силанами в аммиачной среде (модифицированный метод Штобера) получены сферические частицы диоксида кремния (средний диаметр 150-300 нм) с различными функциональными группами в поверхностном слое: гидрофобными фторсодержащими группами, амино- и серосодержащими комплексообразующими группами. Показано, что при использовании 1Н, 1Н, 2Н, 2Н-перфлуорооктилтриэтоксисилана результат реакции гидролитической поликонденсации (образование геля или частиц) зависит от концентрации аммиака в исходном растворе. Установлено, что в случае аминогрупп размер полученных частиц зависит от геометрических размеров и основности функциональной группы, а также порядка введения компонентов и времени перемешивания суспензии. Показано, что кремнеземные сферы с фторсодержащими группами поглощают бензол, с аминными группами сорбируют ионы никеля (II) и меди (II) из водных растворов, с тиольной группами - ионы серебра (I).

По разработанной методике на основе реакции гидролитической поликонденсации тетраэтоксисилана и соответствующих трифункциональных силанов на поверхность магнитных частиц Fe3O4 нанесены бифункциональные слои состава ≡Si(CH2)3NH2/≡SiCH3 и ≡Si(CH2)3NH2/≡SiC3H7-н. Образование в поверхностном слое наночастиц магнетита каркаса полисилоксановых связей и присутствие связанных с ним функциональных групп (1.6-2.2 ммоль/г) подтверждается результатами ИК-спектроскопии и кислотно-основного титрования. Наличие в поверхностном слое наряду с аминными метильных (или н-пропильных) групп способствует повышению сорбционной емкости образцов по отношению к сывороточному альбумину человека. Полученные порошкообразные материалы сохраняют свои магнитные свойства и перспективны для использования в медицинской практике.

Установлены основные факторы, влияющие на величину связывания уреазы и холинэстеразы, сохранение активности этих ферментов при иммобилизации в полисилоксановых матрицах, на поверхности мезопористого кремнезема и магнетита, содержащих функциональные группы. Предложен вариант одностадийной иммобилизации уреазы на непористых полисилоксановых носителях с использованием реакции гидролитической поликонденсации алкоксисиланов, предусматривающий внесение нативного фермента в исходный реакционный раствор алкоксисиланов. Дальнейший ход реакции гидролитической поликонденсации обусловливает включение фермента в образовавшуюся полиорганосилоксановую матрицу. Иммобилизация уреазы происходит с высоким уровнем связывания фермента (50-90%), а его биологическая активность сохраняется на уровне 50-70%.

Реакция гидролитической поликонденсации трех- и тетрафункциональных силанов была использована для формирования активного слоя на поверхности плоских керамических мембран (на основе Al2O3). Методика предусматривает получение высокодисперсного золя путем кислотного гидролиза тетраэтоксисилана и 3-меркаптопропилтриметоксисилана. Установлено, что при соотношении в модифицирующем золе реагирующих компонентов «тетраэтоксисилан/3-меркаптопропилтриметоксисилан», равном 1:1 (мол.), на поверхности плоских керамических мембран наблюдается образование наночастиц размером 70 нм. ИК-спектроскопией подтверждено наличие в наночастицах полисилоксанового каркаса, а также присутствие комплексообразущих тиольных групп. Также такие мембраны были функционализованы полисилоксановыми и полисилсесквиоксановыми слоями, содержащими 3-аминопропильные группы. Микрофотографии, полученные с помощью СЭМ, свидетельствуют о формировании на поверхности мембран полисилоксанового слоя толщиной 0,35 нм и полисилсесквиоксанового слоя толщиной 4,4 нм. Данные ИК спектроскопии подтверждают наличие полисилоксанового каркаса и функциональных групп, введенных в ходе синтеза. Измерение краевого угла смачивания поверхности мембран показало, что гидрофильность активного слоя практически не зависит от типа используемого структурирующего агента (тетраэтоксисилан или 1,2-бис(триетоксисилил)этан), а при введении метильных групп гидрофобность поверхностного слоя увеличивается.

 

Сотрудники отдела

Дударко Оксана Анатольевна, кандидат химических наук, научный сотрудник,

тел.:+38 (044) 4229630; e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Мельник Инна Васильевна, кандидат химических наук, старший научный

сотрудник, тел.:+38 (044) 4229609;

e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. ; Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Назарчук Галина Ивановна, младший научный сотрудник,

тел.:+38 (044) 4229630; e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Слесаренко Валерия Васильевна, ведущий инженер,

тел.:+38 (044) 4229630, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Столярчук Наталья Владимировна, младший научный сотрудник,

тел.:+38 (044) 4229630; e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Томина Вероника Владимировна, ведущий инженер,

тел.:+38 (044) 4229609, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.  

 

Аспирант

Бойко Юлия Владимировна, тел.:+38 (044) 4229630, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

Сотрудники лаборатории хемосорбции

Тертых Валентин Анатольевич, доктор химических наук,

главный научный сотрудник, тел.:+38 (044) 4229673;

e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Больбух Юлия Николаевна, кандидат химических наук, старший научный

сотрудник, тел.:+38 (044) 4249468; e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Будняк Татьяна Николаевна, кандидат химических наук, младший научныйсотрудник,

тел.:+38 (044) 4249468, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Кузема Павел Александрович, кандидат химических наук, старший научный

сотрудник, тел.:+38 (044) 4249468; e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Козакевич Роман Борисович, кандидат химических наук, младший научный сотрудник,

тел.:+38 (044) 4249468; e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Коробейник Алина Владимировна, доктор философии Университета в Брайтоне

(Великобритания), научный сотрудник, тел.:+38 (044) 4249468;

e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Полищук Лилия Николаевна, кандидат химических наук, младший научный

сотрудник, тел.:+38 (044) 4249468; e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Процак Ирина Станиславовна, кандидат химических наук, ведущий инженер,

тел.:+38 (044) 4249468, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Севостьянов Станислав Владимирович, ведущий инженер,

тел.:+38 (044) 4249468; e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

 

 Публикации последних лет:

1. R.P. Pogorilyi, I.V. Melnyk, Y.L. Zub, G.A. Seisenbaeva, V.G. Kessler. Immobilization of urease on magnetic nanoparticles coated by polysiloxane layers bearing thiol- or thiol- and alkyl-functions // J. Mater. Chem. B. – 2014. – 2. – Р.2694-2702

2. R.P. Pogorilyi, I.V. Melnyk, Y.L. Zub, S. Carlson, G. Daniel, P. Svedlindh, G.A. Seisenbaeva, V.G. Kessler. New product from old reaction: uniform magnetite nanoparticles from iron-mediated synthesis of alkali iodides and their protection from leaching in acidic media // RSC Advances. – 2014. – 4. – Р.22606-22612.

3. O.A. Dudarko, C. Gunathilake, V.V. Sliesarenko, Yu.L. Zub, M. Jaroniec. Microwave-assisted and conventional hydrothermal synthesis of ordered mesoporous silicas with P-containing functionalities // Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. – 2014. - 459. - P.4-10.

4. G.I. Nazarchuk, I.V. Melnyk, Yu.L. Zub, O.I. Mokridina, A.I. Vezentsev. Mesoporous silica containing ≡Si(CH2)3NHC(S)NHC2H5 functional groups in the surface layer // Journal of Colloid аnd Interface Science. – 2013. – 389. – P.15–120.

5. V.V. Sliesarenko, O.A. Dudarko, Y.L. Zub, G.A. Seisenbaeva, V.G. Kessler, P. Topka, O. Šolcova. One-pot synthesis of mesoporous SBA-15 containing protonated 3-aminopropyl groups // J. Porous Mater. – 2013. - V. 20. - P. 1315-1321.

6. R.P. Pogorilyi, I.V. Melnyk, Y.L. Zub, G.A. Seisenbaeva, V.G. Kessler, M. M.Shcherbatyik, A. Košak, A. Lobnik. Urease adsorption and activity on magnetite nanoparticles functionalized with monofunctional and bifunctional surface layers //Journal of Sol-Gel Science and Technology. – 2013. - V.68, №3. - P. 447-454.

7. I.V. Melnyk, Y.L. Zub. Preparation and characterisation of magnetic nanoparticles with bifunctional surface layer ≡Si(CH2)3NH2/≡SiCH3 (or ≡SiC3H7–n) // Microporous and Mesoporous Materials. – 2012. – V.154. – P.196–199.

8. I.V. Melnyk, V.P. Goncharyk, N.V. Stolyarchuk, L.I. Kozhara, А.S. Lunochkina, Yu.L. Zub, B. Alonso. Dy3+ sorption from water solutions by mesoporous silicas functionnalized by phosphonic acid groups // Journal of Porous Materials. – 2012. – V.19. – P.579–585.

9. I.V. Melnyk, M. Fatnassi, T. Cacciaguerra, Y.L. Zub and В. Alonso. Spray-dried porous silica microspheres functionalised by phosphonic acid groups // Microporous and Mesoporous Materials. – 2012. – V.152. – P.172–177.

10. V.V. Tomina, G.R. Yurchenko, A.K. Matkovsky, Yu.L. Zub, A. Kosak, A. Lobnik. Synthesis of polysiloxane xerogels with fluorine-containing groups in the surface layer and their sorption properties // Journal of Fluorine Chemistry. 2011. – 132. – Р.1146–1151.

11. Yu.L. Zub, N.V. Stolyarchuk, M. Barczhak, A. Dabrowski. Surface heterogeneity of polysiloxane xerogels functionalized by 3-aminopropyl group // Appl. Surf. Sc. – 2010. – V.256. – Р.5361–5364.

12. Г.И. Добрянская, В.П. Гончарик, Л.И. Кожара, Ю.Л. Зуб, A. Дабровский. Комплексообразование с участием ионов Hg(II) на поверхности полисилоксановых ксерогелей, функционализированных 3-меркаптопропильными группами // Координационная химия. – 2009. – Т. 35 – С.268–275.

13. I.V. Melnyk, Y.L. Zub, E. Véron, D. Massiot, T. Cacciagarra, B. Alonso. Spray-dried mesoporous silica microspheres with adjustable textures and pore surfaces homogenously covered by accessible thiol functions // J. Mater. Chem. – 2008. – 18. – P.1368–1382.

14. Yu.L. Zub, I.V. Melnyk, M.G. White, B. Alonso. Structural features of surface layers of bifunctional polysiloxane xerogels containing 3-aminopropyl groups and 3-mercaptopropyl groups // Ads. Sci. Technol. – 2008. – V. 26, No ½. – P.119–133.

 

 

 

List of upcoming conferences

Защита диссертаций