Фізико-хімічне дослідження властивостей супрамолекулярних агрегатів функціоналізованих олігомерних сильсесквіоксанів у водному середовищі

Abstract

Метою даної роботи було комплексно проаналізувати поверхню супрамолекулярних агрегатів функціоналізованих олігомерних сильсесквіоксанів у водному середовищі для раціонального вибору або модифікації наночастинок для низки застосувань, включаючи кінетичний міцелярний ефект. У літературному огляді подана коротка характеристика катіонних олігомерних сильсесквіоксанів, що складаються з сильсесквіоксанового ядра та катіонних органічних замісників та наведено основні рівняння для описану кінетичних процесів та кислотно-основних рівноваг у нанодисперсіях. В експериментальній частині роботи представлено данні щодо дослідження кінетики нуклеофільного приєднання гідроксид іона до діамантового зеленого й нітрофенолового малинового і кислотно–основних рівноваг бромфенолового синього у водних нанодисперсіях катіонних олігомерних іонних рідин. Гідродинамічні розміри та значення дзета-потенціалу були знайдені за допомогою динамічного та електрофоретичного розсіювання світла. Поверхневий потенціал оцінювали спектрофотометричним дослідженням кислотно–основних рівноваг зв’язаного бромфенолового синього. Поведінка агрегатів залежить від довжини алкільного замісника, що відображається на нанорозмірній морфології, розмірі нановидів та густині заряду. Це відкриває потенційно ширші можливості застосування катіонних олігомерних сильсесквіоксанів, першочергово синтезованих у вигляді іонних рідин.The aim of this work was to comprehensively analyze the surface of supramolecular aggregates of functionalized oligomeric silesquioxanes in aqueous medium for the rational selection or modification of nanoparticles for a number of applications, including the kinetic micellar effect. In the literature review, a brief characterization of cationic oligomeric silesquioxanes consisting of a silesquioxane core and cationic organic substituents is presented, and the basic equations for describing kinetic processes and acid–base equilibria in nanodispersions are given. The experimental part of the work presents data on the study of the kinetics of nucleophilic addition of hydroxide ion to diamond green and nitrophenol crimson and acid–base equilibria of bromophenol blue in aqueous nanodispersions of the cationic oligomeric ionic liquids. The hydrodynamic size and zeta potential values were determined by dynamic and electrophoretic light scattering. The surface potential were evaluated by spectrophotometric study of the acid-base equilibria of bound bromophenol blue. The behavior of the aggregates depends on the length of the alkyl substituent, which is reflected in the nanoscale morphology, nanosize, and charge density. This opens up potentially wider possibilities for the use of cationic oligomeric silesquioxanes, primarily synthesized in the form of ionic liquids.