Порівняння коагулюючої дії іонів різного зарядного типу та гідрофільності по відношенню до водно-органічних нанодисперсій

Abstract

Об’єкт дослідження: водно-органічні дисперсії окислених моношарових вуглецевих нанотрубок. Мета: визначити пороги швидкої коагуляції водно-органічних дисперсій окислених одношарових нанотрубок натрій хлоридом, барій хлоридом, нейтральним червоним (НЧ), цетилтриметиламмоній бромідом (ЦТАБ) і тетрафенілфосфоній хлоридом (ТФФХ), а також значення дзета-потенціалу колоїдних частинок у присутності натрій хлориду, барій хлориду, НЧ, ЦТАБ і ТФФХ. Гідродинамічний розмір і дзета-потенціал колоїдних частинок у водно-органічних дисперсіях були оцінені методом динамічного розсіювання світла за допомогою приладу Zetasizer Nano ZS Malvern. Під час виконання роботи проведено огляд літератури, розглянуто методи синтезу та галузі застосування нанотрубок, опановано метод динамічного розсіювання світла, досліджено вплив електролітів на стійкість водно-органічних дисперсій нанотрубок. Було виконано поставлені задачі; визначено розміри частинок і дзета-потенціал водно-органічних дисперсій нанотрубок; одержано пороги швидкої коагуляції: для системи 80 об% етанолу – 1,8 ± 0,2 ммоль/л NaCl, (5,7 ± 0,9) ∙ 10−3 ммоль/л BaCl2, (42 ± 1) ∙ 10−3 ммоль/л НЧ, 11 ± 1 ммоль/л ЦТАБ; для системи 80 об% ацетонітрилу – 2,0 ± 0,4 ммоль/л NaCl, (8,5 ± 0,4) ∙ 10−3 ммоль/л BaCl2, (44 ± 3) ∙ 10−3 ммоль/л НЧ, 7,6 ± 0,1 ммоль/л ЦТАБ, 8,8 ± 0,1 ммоль/л ТФФХ; для системи 95 об% ДМСО – 96 ± 4 ммоль/л NaCl, 1,5 ± 0,5 ммоль/л BaCl2.

Object of study: water-organic dispersions of oxidized single-walled carbon nanotubes. Purpose: to determine the thresholds of rapid coagulation of water-organic dispersions of oxidized single-layer nanotubes with sodium chloride, barium chloride, neutral red (NR), cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) and tetraphenylphosphonium chloride (TPhPC), as well as the value of the zeta potential of colloidal particles in the presence of sodium chloride, barium chloride, NR, CTAB, and TPhPC. Dynamic light scattering was applied to determine hydrodynamic size and zeta potential of colloidal particles in aqueous-organic dispersions with using a Zetasizer Nano ZS Malvern Instrument apparatus. A literature review was carried out during the study, methods of synthesis and fields of application of nanotubes were considered, the method of dynamic light scattering was mastered, the effect of electrolytes on the stability of aqueous-organic dispersions of nanotubes was investigated. The tasks were achieved. Particle sizes and zeta-potential of water-organic dispersions of nanotubes were determined. Calculated thresholds of rapid coagulation are 1,8 ± 0,2 мМ NaCl, (5,7 ± 0,9) ∙ 10−3 мМ BaCl2, (42 ± 1) ∙ 10−3 мМ NR, 6,7 ± 0,2 мМ CTAB for ethanol; 2,0 ± 0,4 мМ NaCl, (8,5 ± 0,4) ∙ 10−3 мМ BaCl2, (44 ± 3) ∙ 10−3 мМ NR, 7,6 ± 0,1 мМ CTAB, 8,8 ± 0,1 мМ TPhPC for acetonitrile; 96 ± 4 мМ NaCl, 1,5 ± 0,5 мМ BaCl2 for DMSO.