Металл-органическая каркасная структура на основе никеля, триптофана и бипиридилэтилена, консолидированная на трековой мембране

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разработан подход к модифицированию трековой мембраны металл-органической каркасной структурой на основе никеля, L-триптофана и 1,2-бис(4-пиридил)этилена. Исследовано влияние заряда поверхности ТМ на процесс самосборки Ni-МОКС. Установлено, что микроструктура Ni-МОКС не зависит от способа модифицирования ТМ. Самосборка Ni-МОКС на ТМ, модифицированной нановолокнами из хитозана, является наиболее перспективным подходом к созданию композита ТМ и Ni-МОКС, поскольку не снижает эксплуатационные качества мембраны. Методами растровой электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа, рентгеновской фотоэлектронной и ИК-спектроскопии показано, что состав и структура Ni-МОКС в свободном состоянии (в виде порошка) и в составе консолидированного материала идентичны. Анализ спектров рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии порошков Ni-МОКС после контакта с растворами солей Cd, Cu, Cs и изучение кинетики сорбции ионов Cd, Li, Ag, Zn, Mg и Li показали, что Ni-МОКС может являться потенциальным сорбентом ионов металлов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

О. Ю. Пономарева

Объединенный институт ядерных исследований; Государственный университет “Дубна”

Автор, ответственный за переписку.
Email: oyuivanshina@mail.ru
Россия, ул. Жолио-Кюри 6, Дубна, 141980; ул. Университетская 19, Дубна, 141982

Н. А. Дрожжин

Объединенный институт ядерных исследований; Государственный университет “Дубна”

Email: oyuivanshina@mail.ru
Россия, ул. Жолио-Кюри 6, Дубна, 141980; ул. Университетская 19, Дубна, 141982

И. И. Виноградов

Объединенный институт ядерных исследований; Государственный университет “Дубна”

Email: oyuivanshina@mail.ru
Россия, ул. Жолио-Кюри 6, Дубна, 141980; ул. Университетская 19, Дубна, 141982

Т. Н. Вершинина

Объединенный институт ядерных исследований; Государственный университет “Дубна”

Email: oyuivanshina@mail.ru
Россия, ул. Жолио-Кюри 6, Дубна, 141980; ул. Университетская 19, Дубна, 141982

В. А. Алтынов

Объединенный институт ядерных исследований

Email: oyuivanshina@mail.ru
Россия, ул. Жолио-Кюри 6, Дубна, 141980

И. Зуба

Институт ядерной химии и технологий

Email: oyuivanshina@mail.ru
Польша, Дородна 16, Варшава, 03-195

А. Н. Нечаев

Объединенный институт ядерных исследований; Государственный университет “Дубна”

Email: oyuivanshina@mail.ru
Россия, ул. Жолио-Кюри 6, Дубна, 141980; ул. Университетская 19, Дубна, 141982

А. Павлюкойч

Институт ядерной химии и технологий

Email: oyuivanshina@mail.ru
Польша, Дородна 16, Варшава, 03-195

Список литературы

  1. Rocio-Bautista P., Gonzalez-Hernandez P., Pino V. et al. // TrAC, Trends Anal. Chem. 2017. V. 90. P. 114. https://doi.org/10.1016/j.trac.2017.03.002
  2. Князева М.К., Соловцова О.В., Цивадзе А.Ю. и др. // Журн. неорган. химии. 2019. Т. 64. № 12. С. 1271. https://doi.org/10.1134/S0044457X19120067
  3. Murray L.J., Dinca M., Long J.R. // Chem. Soc. Rev. 2009. V. 38. P. 1294. https://doi.org/10.1039/b802256a
  4. Li J.-R., Kuppler R.J., Zhou H.-C. // Chem. Soc. Rev. 2009. V. 38. P. 1477. https://doi.org/10.1039/b802426j
  5. Manousi M., Giannakoudakis D.A., Rosenberg E. et al. // Molecules. 2019. V. 24. P. 4605. https://doi.org/10.3390/molecules24244605
  6. Safaei M., Foroughi M.M., Ebrahimpoor N. et al. // TrAC, Trends Anal. Chem. 2019. V. 118. P. 401. https://doi.org/10.1016/j.trac.2019.06.007
  7. Kang H.X., Fu Y.Q., Xin L.Y. et al. // Russ. J. Gen. Chem. 2020. V. 90. № 12. P. 2365. https://doi.org/10.1134/S107036322012021X
  8. Юткин М.П., Дыбцев Д.Н., Федин В.П. // Успехи химии. 2011. Т. 80. № 11. С. 1061.
  9. Zhu H., Liu D. // J. Mater. Chem. A. 2019. V. 7. P. 21004. https://doi.org/10.1039/C9TA05383B
  10. Xu X., Hartanto Yu., Zheng J. et al. // Membranes. 2022. V. 12. P. 1205. https://doi.org/10.3390/membranes12121205
  11. Hyuk Taek Kwon, Hae-Kwon Jeong // J. Am. Chem. Soc. 2013. V. 135. 29. P. 10763. https://doi.org/10.1021/ja403849c
  12. Виноградов И.И., Петрик Л., Серпионов Г.В. и др. // Мембраны и мембранные технологии. 2021. Т. 11. № 6. С. 447.
  13. Виноградов И.И., Андреев Е.В., Юшин Н.С. и др. // Теоретические основы химической технологии. 2023. Т. 57. № 4. С. 479. https://doi.org/10.31857/S0040357123040176
  14. Efome J.E., Rana D., Matsuura T. et al. // J. Mater. Chem. A. 2018. V. 6. P. 455. https://doi.org/10.1039/c7ta10428f
  15. Wahiduzzaman, Allmond K., Stone J. et al. // Nanoscale Res. Lett. 2017. V. 12. Art. 6. https://doi.org/10.1186/s11671-016-1798-6
  16. Lv L., Han X., Mu M. et al. // J. Membr. Sci. 2021. V. 622. P. 119049. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2021.119049
  17. Arbulu R.C., Jiang Y.-B., Peterson E.J. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. 2018. V. 57. P. 5813. https://doi.org/10.1002/anie.201802694
  18. Yu B., Ye G., Chen J. et al. // Environ. Pollut. 2019. V. 253. P. 39. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.06.114
  19. Caddeo F., Vogt R., Weil D. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2019. V. 11. P. 25378 https://doi.org/10.1021/acsami.9b04449
  20. Ivanshina O.Yu., Zuba I., Sumnikov S.V. et al. // AIP Conf. Proc. 2021. V. 2377. P. 020001. https://doi.org/10.1063/5.0063607
  21. Zuba I., Zuba M., Piotrowski M. et al. // Appl. Radiat. Isot. 2020. V. 162. P. 109176. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2020.109176
  22. Deleu W.P.R., Stassen I., Jonckheere D. et al. // J. Mater. Chem. A. 2016. V. 4. № 24. P. 9519. https://doi.org/10.1039/C6TA02381A
  23. Kristavchuk O.V., Nikiforov I.V., Kukushkin V.I. et al. // Colloid J. 2017. V. 79. № 5. P. 637. https://doi.org/10.1134/S1061933X17050088
  24. Березкин В.В., Васильев А.Б., Цыганова Т.В. и др. // Мембраны. 2008. Т. 4. № 40. С. 3
  25. Lutterotti L., Matthies S., Wenk H. // IUCr: Newsletter of the CPD. 1999. V. 21. P. 14.
  26. Cardenas Bates I.I., Loranger É., Chabot B. // SN Appl. Sci. 2020. V. 2. P. 1540. https://doi.org/10.1007/s42452-020-03342-5
  27. Zhuang Zh., Cheng J., Jia H. et al. // Vib. Spectrosc. 2007. V. 43. № 2. P. 306. https://doi.org/10.1016/j.vibspec.2006.03.009
  28. Ivanova B.B. // Spectrochim. Acta. A. 2006. V. 64. P. 931. https://doi.org/10.1016/j.saa.2005.08.022
  29. Mendiratta Sh., Usman M., Luo T.-T. et al. // Cryst. Growth Des. 2014. V. 14. P. 1572. https://doi.org/10.1021/cg401472k
  30. Li B., ShanShan Ch.-L., ZhouZhou Q. et al. // Mar. Drugs. 2013. V. 11. № 5. P. 1534. https://doi.org/10.3390/md11051534
  31. Prasad S.G., De A., De U. // Int. J. Spectrosc. 2011. V. 2011. P. 1. https://doi.org/10.1155/2011/810936
  32. Pearson R.G. // J. Am. Chem. Soc. 1963. V. 85. № 22. P. 3533. https://doi.org/10.1021/ja00905a001
  33. Peng Ya., Huang H., Zhang Yu. et al. // Nat. Commun. 2018. V. 9. P. 187. https://doi.org/10.1038/s41467-017-02600-2

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. ζ-Потенциал мембран в зависимости от pH электролита: 1 – ТМ; 2 – ТМ/HNO3; 3 – ТМ/ПЭИ; 4 – ТМ + Хитозан.

Скачать (906KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Микрофотографии поверхности композитов, синтезированных в течение 24 ч: а – ТМ + Ni-МОКС; б – ТМ/HNO3 + Ni-МОКС; в – ТМ/ПЭИ + Ni-МОКС; г – ТМ + Хитозан + Ni-МОКС.

Скачать (1MB)
Метаданные
4. Рис. 3. Усредненная удельная производительность по воде исследуемых мембран: 1 – ТМ; 2 – ТМ + Ni-МОКС; 3 – ТМ/HNO3 + Ni-МОКС; 4 – ТМ/ПЭИ + + Ni-МОКС; 5 – ТМ + Хитозан + Ni-МОКС.

Скачать (980KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Микрофотографии поверхности образца ТМ + Хитозан + Ni-МОКС с разным увеличением, время синтеза 24 ч.

Скачать (334KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Микрофотографии поверхности композитов ТМ + Хитозан + Ni-МОКС, синтезированных в течение 2 (а), 24 (б) и 48 (в) ч.

Скачать (878KB)
Метаданные
7. Рис. 6. График зависимости удельной массы Ni-МОКС в композите ТМ + Хитозан + Ni-МОКС от продолжительности синтеза.

Скачать (112KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Спектры РФЭС: а – ТМ + Хитозан + Ni-МОКС; б – порошок Ni-МОКС.

Скачать (145KB)
Метаданные
9. Рис. 8. ИК-Фурье-спектры: а – ТМ + Хитозан; б – ТМ + Хитозан + Ni-МОКС; в – порошок Ni-МОКС.

Скачать (316KB)
Метаданные
10. Рис. 9. а – Микрофотография порошка Ni-МОКС; б – рентгенограмма Ni-МОКС после уточнения методом Ритвельда. Rwp = 3.73, χ2 = 4.1: 1 – экспериментальная; 2 – расчетная; 3 – разностная.

Скачать (1MB)
Метаданные
11. Рис. 10. Рентгенограммы образцов: 1 – порошок Ni-МОКС; 2 – ТМ + Хитозан; 3 – ТМ + Хитозан + Ni-МОКС, синтез 1 ч; 4 – ТМ + Хитозан + Ni-МОКС, синтез 2 ч; 5 – ТМ + Хитозан + Ni-МОКС, синтез 4 ч; 6 – ТМ + Хитозан + Ni-МОКС, синтез 8 ч; 7 – ТМ + Хитозан + Ni-МОКС, синтез 24 ч; 8 – ТМ + + Хитозан + Ni-МОКС, синтез 48 ч.

Скачать (1MB)
Метаданные
12. Рис. 11. Спектры РФЭС Ni-МОКС после контакта с ионами кадмия (а), меди (б), цезия (б).

Скачать (340KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Кинетика адсорбции ионов металлов: 1 – Ni-МОКС + Li+, 2 – Ni-МОКС + Mg2+, 3 – Ni-МОКС + + Zn2+, 4 – Ni-МОКС + Ag+, 5 – Ni-МОКС + Cd2+.

Скачать (899KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024