Окситермография в качестве нового метода оценки модификации поверхности наночастиц диоксида кремния 3-аминопропилтриэтоксисиланом

Аннотация

Функционализированные коллоидные частицы диоксида кремния находят широкое применение в современной науке и различных отраслях промышленности. Повышенный интерес исследователей к модифицированным наночастицам объясняется наличием у них уникальных физических и химических свойств. Свойства описываемых систем зависят от состава, структуры и плотности поверхностного привитого слоя, а также от размера частиц. Частицы с модифицированной поверхностью все шире используются в качестве химических катализаторов, биосенсоров, неподвижных фаз в хроматографии, наполнителей полимеров, биологических и медицинских препаратов. При проведении модификации необходимо контролировать химический процесс на твердой поверхности. Существует несколько подходов для анализа наночастиц с привитыми поверхностными структурами [3]. В данной работе для определения качества прививки 3-аминопропилтриэтоксисилана (АПТЭС) впервые использовалась термоокислительная спектроскопия - окситермография [4]. Особенность выбранного метода заключается в том, что формирование аналитического сигнала осуществляется за счет окисления органического вещества в потоке воздуха. Таким образом, при использовании окситермографа регистрировали изменение (уменьшение) содержания кислорода в потоке воздуха, выходящего из высокотемпературного реактора, при программируемом окислении химически привитого модификатора на поверхности наночастиц SiO2. Этот метод обладает рядом преимуществ. Например, при использовании воздуха в качестве окислительной среды не требуется никаких расходных реагентов, а сам анализ не требует много времени. Целью настоящей работы являлось изучение возможности применения метода окситермографии в анализе кинетики хемосорбции 3-аминопропилтриэтоксисилана на поверхности наночастиц кремнезема [1]. Наночастицы диоксида кремния получали методом Штобера-Финка-Бона [6]. Выбор в качестве модификатора 3-аминопропилтриэтоксисилана обусловлен наличием аминогрупп в составе его молекулы, которые могут легко протонироваться, изменяя заряд поверхности кремнезема. Для подбора оптимальных условий модификации поверхности частиц SiO2 была исследована кинетика данного процесса с использованием различных методов: микроэлектрофорез с определением дзета-потенциала и окситермография. Методом окситермографии также была проведена количественная оценка хемосорбции модификатора.