University logo

 Київський національний університет
імені Тараса Шевченка

Кафедра аналітичної хімії


Звіт про науково-педагогічну роботу
за 2006 рік

   

Основні наукові результати

Синтезовано кремнеземи з ковалентно-закріпленими пропіл-триметиламонійними та пропіл-октадецилдиметиламонійними групами ЧАС та досліджено їх сорбційні властивості по відношенню до CrO42-, ІО3-,  І-BrO3-  та Br--іонів. Встановлено, що неорганічні аніони (HPO42-, CO32-, SO42- та  Cl-) не заважають вилученню BrO3- кремнеземом. Запропоновано методики концентрування та визначення BrO3- в стічних водах хімічних та фармацевтичних підприємств.

Розроблено новий метод одностадійного синтезу трикомпонентної системи PO43-/MoOx/ZrO2. Встановлено переваги одностадійного введення фосфату та молібдату на структурно-текстурні властивості зразків, кислотність поверхні та каталітичну активність матеріалів в реакції синтезу етил-трет-бутилового ефіру.

Синтезовано поруватий силіцій (ПС) та карбід силіцію (ПКС). Проведено модифікування ПС алкільними групами та групами алкілкарбонової кислоти. За інтерференційними властивостями у ІЧ-спектральній області розроблено методику визначення складу та концентрації закріплених функціональних груп. Методами спектроскопії ІЧ та ТПД-МС визначено склад функціональних груп на поверхні ПКС, визначено умови проведення хімічного модифікування ПКС.

Отримано адсорбенти на основі глинистих матеріалів (монтморилоніт, палегорскіт і бентоніт) та природного силікагелю (трепел) шляхом функціоналізації з комплексоутворюючими силанами, що мають високу адсорбційну ємність та селективність до іонів важких металів і піддаються регенерації. Показано можливість їх використання у фільтрах для доочищення питної води в домашніх умовах.

Проведено пошук умов і розробку способів синтезу гібридних органічно-неорганічних мезопористих матеріалів на основі оксиду кремнію, що містять алкілфункціональні групи –(CH2)3X (X - NH2, HN(CH2)2NH2), з використанням золь-гель методу. Встановлено, що варіюючи умови синтезу можна спрямовано впливати на склад, будову і структурно-сорбційні властивості кінцевих продуктів. За розробленою методикою одержані впорядковані мезопористі органокремнеземи з різним вмістом алкіламінних функціональних груп на поверхні мезопор з високим ступенем впорядкованості, вивчено їх структурно-сорбційні і протолітичні властивості.

Розроблено методики твердофазно-спектрофотометричного й тест-визначення фосфору у формі іммобілізованого на силикагелі іонного асоціату „четвертинна амонійна сіль – гетерополіаніон молібдофосфорної кислоти”. Методики апробовано при визначенні різних форм фосфору у природних водах. Розроблено методики визначення мікрокількостей Арсену та Силіцію у формі відповідно молібдоарсенатної, стибієвомолібдоарсенатної та молібдосилікатної ГПК, адсорбованих на силікагелях, модифікованих  четвертинними амонійними солями різної природи (ЧАС-СГ).

Запропоновано нову аналітичну форму метилтимолового синього на основі адсорбційно закріпленої на поверхні  функціоналізованого тринонілоктадециламонію йодидом непоруватого кремнезему внутрішньокомплексної сполуки з Bi(III).  Найбільш ефективними індикаторними системами для визначення F- і C2O42- виявились конкурентні гетерофазні  реакції у системах твердофазні фталексони - розчини ZrOCl2 та F- або C2O42- . Розроблено сорбційно-спектроскопічні й візуальні тест-методики визначення F- і C2O42- у мінеральних водах, зубній пасті та біологічних рідинах, зокрема слині та сечі.

Розроблено сорбційно-спектроскопічну та візуальну тест-методики визначення Урану у формі комплексу з Арсеназо І з використанням ЧАС-СГ.  Методики було апробовано на воді з гранітного кар’єру. Розроблено кольорову тест- шкалу для визначення хромату у діапазоні 1,3-13 мкг у пробі.

З метою перевірки придатності іммобілізованого бромбензтіазо для визначення Cd(II) та Cu(II) методом твердофазної атомно-абсорбційної спектрометрії з електротермічною атомізацією було досліджено стійкість суспензії модифікованого сорбенту залежно від типу сорбенту, співвідношення маси сорбенту і об’єму розчину, природи та наявності стабілізуючих агентів та часу перемішування. Досліджено термічну поведінку кремнеземних сорбентів залежно від температури атомізації та підібрано оптимальні температурні програми ЕТААС-визначення зазначених металів.

З’ясовано активність окремих співіснуючих форм Купруму у каталітичній та електрохімічній реакціях, покладених в основу хемілюмінесцентного (ХЛ) та інверсійно-вольтамперометричного (ІВА) визначення металу у природних водах. На підставі порівняння розрахункових даних з результатами експериментального визначення Cu(II) ХЛ та ІВА методами встановлено, що іони Купруму, зв’язані у стійкі комплекси з ЕДТА, є каталітично та електрохімічно неактивними, а аналітичний сигнал у зазначених методах аналізу формується, насамперед, за рахунок „вільних” іонів металу та його гідроксокомплексів. Останнє важливе з огляду на фізіологічну роль цих форм металів. Вивчено умови взаємодії гідразину та адреналіну з реактивом Фоліна фосфорномолібденовою кислотою у розчині та у гетерофазних системах „іммобілізована четвертинна амонійна сіль – відновлена адреналіном ГПК у розчині” та  показано можливість твердофазно-фотометричного визначення відновників.

Раніше розроблену методику визначення гідроксикоричної кислоти та її похідних застосовано при дослідженні адсорбції цих біоактивних сполук на високодисперсному кремнеземі (S=300 м2/г; у формі 5%-ної водної суспензії).

Показана можливість сорбційно-спектрофотометричного визначення йодату в харчовій солі,  нітрит-іонів у  воді та вольтамперометричного визначення молібдену(VI) з використанням плівок на основі оксиду силіцію та органічних іонообмінників з адсорбційно закріпленими окисно- відновними органічними реагентами. Встановлено оптимальні умови модифікації плівкових покриттів новими  ціаніновими  барвниками з метою їх подальшого застосування в сорбційно-люмінесцентному аналізі. Досліджено вольтамперометричні характеристики вугільних електродів, що модифіковані шляхом елетрополімеризації плівками на основі оксиду силіцію і білків - гемоглобіну  або глюкозооксидази. На основі проведених досліджень показана можливість  вольтамперометричного визначення розчинного у воді кисню, пероксиду водню та глюкози. Запропонований підхід дозволяє одержувати чутливі елементи безмедіаторних біосенсорів.

При дослідженні міцелярної екстракції встановлено, що введення в 0,5%-ві розчини ОП 7 за кімнатної температури 0,5% вої добавки фенолу викликає помутніння і наступне розшарування фаз при нагріванні до +30С. Сформована фаза є прозорою густою маслянистою рідиною і легко відокремлюється від водної фази декантацією. Зміна концентраційних умов у системі ускладнює утворення міцелярної фази або процес фазового розшарування з утворенням стійких колоїдних суспензій, а не емульсій. У присутності хлориду калію в системі НПАР–фенол новоутворення міцелярної фази спостерігається, однак, розшарування фаз ускладнено, тобто додавання KCl сприяє перетворенню утворюваних в системі НПАР – фенол твердих колоїдних дисперсій в емульсії, які погано розшаровуються. Змішування всіх чотирьох компонентів у всіх випадках призводить до утворення емульсій. Однак, тільки при співвідношенні ОП-7 : фенол : KCl = 1 : 1 : 1, 1 : 0,5 : 1, 0,5 : 0,5 : 1 і 1 : 1 : 0,5 (% : % : моль/л) спостерігається часткове розшарування фаз у системі. При цьому виділяється 0,2, ~0,4, ~0,2 і 0,5 мл міцелярної фази відповідно. Отримані результати створюють передумови для ефективного фенол-індукованого міцелярно-екстракційного концентрування мікрокомпонентів.

Проведено пошук умов і розробку способів синтезу гібридних органічно-неорганічних мезопористих матеріалів на основі оксиду кремнію, що містять алкілфункціональні групи –(CH2)3X (X - NH2, HN(CH2)2NH2), з використанням золь-гель методу. Виконано серію синтезів в залежності від природи ПАР (ROH, RNH2, RPy+Cl-, RN+(CH3)3Br-, RN+(C2H5)3Br-, де R- C16H33), співвідношення вихідних речовин, температури, рН та тривалості проведення синтезу. Встановлено, що варіюючи умови синтезу можна спрямовано впливати на склад, будову і структурно-сорбційні властивості кінцевих продуктів. За розробленою методикою одержані впорядковані мезопористі органокремнеземи з різним вмістом алкіламінних функціональних груп на внутрішній поверхні мезопор з високим ступенем впорядкованості, вивчено їх структурно-сорбційні і протолітичні властивості.

Синтезовано кремнеземи з ковалентно-закріпленими пропіл-триметиламонійними і пропіл-октадецилдиметиламонійними групами та досліджено їх сорбційні властивості по відношенню до CrO42-, ІО3-,  І-,  BrO3-  та Br--іонів. Доведено, що неорганічні аніони (HPO42-, CO32-, SO42- та  Cl-) не заважають вилученню BrO3- кремнеземом. Запропоновано методики концентрування та визначення BrO3- в стічних водах хімічних та фармацевтичних підприємств.

Розроблено новий метод одностадійного синтезу трикомпонентної системи PO43-/MoOx/ZrO2. Встановлено переваги одностадійного введення фосфату та молібдату на структурно-текстурні властивості зразків, кислотність поверхні та каталітичну активність матеріалів в реакції синтезу етил-трет-бутилового ефіру.

Синтезовано поруватий силіцій (ПС) та карбід силіцію (ПКС). Проведено модифікування ПС алкільними групами та групами алкілкарбонової кислоти. За інтерференційними властивостями у ІЧ-спектральній області розроблено методику визначення складу та концентрації закріплених функціональних груп. Методами спектроскопії ІЧ та ТПД-МС визначено склад функціональних груп на поверхні ПКС, визначено умови проведення хімічного модифікування ПКС.

Отримано адсорбенти на основі глинистих матеріалів (монтморилоніт, палегорскіт і бентоніт) та природного силікагелю (трепел) шляхом функціоналізації з комплексоутворюючими силанами, що мають високу адсорбційну ємність та селективність до іонів важких металів і піддаються регенерації. Показано можливість їх використання у фільтрах для доочищення питної води в домашніх умовах.

Досліджено умови сорбції 1-нафтолу на кремнеземі з ковалентно закріпленими групами четвертинної амонійної солі у формі його азобарвника з 3-діазофенілларсоновою кислотою залежно від кислотності та швидкості пропускання розчину. Максимальна сорбційна ємність адсорбенту за 1-нафтолом у формі барвника складає 70 мкмоль/г. Розроблено сорбційно-фотометричну методику визначення 1-нафтолу з межею визначення 0,02 мг/л при коефіцієнті концентрування 20.

64 Vladimirskaya Str.,
Kiev 01601 Ukraine
www.achem.univ.kiev.ua
Taras Shevchenko National University Analytical chemistry department Analytical chemistry scientific council

© vnz