LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Хімічні науки → Адсорбція ПАР та динамічний стан молекул води в системі вода - ПАР - твердий сорбент

40




НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ КОЛОЇДНОЇ ХІМІЇ ТА ХІМІЇ ВОДИ

ім. А.В. Думанського




УДК 539.1; 541.183.5



КАРМАЗІНА Тамара Василівна






Адсорбція ПАР та динамічний стан молекул води у системі вода – ПАР – твердий сорбент




02.00.11 – колоїдна хімія








Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора хімічних наук





Київ – 1999

Дисертацією є рукопис


Робота виконана в Інституті колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України


Науковий консультант: доктор хімічних наук, професор Мєшкова-Клименко Н.А.,

Інститут колоїдної хімії та хімії води НАН України, завідувач

відділу

Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, професор Б.В. Єременко, Київський

національний університет ім. Тараса Шевченка, професор кафедри фізичної хімії хімічного факультету;


доктор хімічних наук, професор М.Т. Картель, Інститут сорбції та

проблем ендоекології НАН України заступник директора;

доктор хімічних наук, професор В.В. Манк, Український

державний університет харчових технологій, завідувач кафедри

фізичної і колоїдної хімії


Провідна організація: Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України, відділ

модифікації полімерів



Захист відбудеться "9"червня 1999 року о 10_____ год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.183.01 Інституту колоїдної хімії та хімії води НАН України, 252680, Київ,

пр. Вернадського, 42.


З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту колоїдної хімії та хімії води НАН України, м. Київ, пр. Вернадського, 42.


Автореферат розісланий " 30 "квітня 1999 року



Вчений секретар спеціалізованої ради,

доктор хімічних наук, професор В.Ю. Третинник




ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Унікальні ефекти, які пов'язані з властивостями міцелоутворюючих поверхнево-активних речовин (ПАР), викликають значний інтерес у різних галузях науки у теоретичному і в практичному відношеннях. Це зумовлено здатністю ПАР сорбуватись практично на будь-якій поверхні розділу фаз; при досягненні критичної концентрації – утворювати міцели, а при подальшому зростанні концентрації – до різних структурних переходів. Встановлення причин утворення різноманітних адсорбційних структур в системі вода – ПАР – твердий сорбент необхідне для розвитку фундаментальної науки та для розв'язку багатьох технологічних проблем: від підвищення нафтовіддачі пластів, видобутку металів до водопідготовки. Теорії адсорбції звичайних дифільних органічних молекул переважно не можуть бути адекватно застосовані щодо міцелоутворюючих ПАР внаслідок специфічного впливу латеральних взаємодій у механізмах утворення поверхневих шарів.

Традиційно адсорбцію ПАР із водних розчинів на твердих сорбентах досліджували, застосовуючи методи, які виявляють макроскопічні властивості. Це не дає можливості в рамках існуючих теорій та моделей пояснити ряд адсорбційних явищ, таких як: різна будова адсорбційних шарів при рівних величинах адсорбції, вплив способу контакту твердої та рідкої фаз на будову цих шарів тощо. Відомо, що адсорбція та міцелоутворення ПАР у водних розчинах є наслідком прояву міжмолекулярних взаємодій та зміни стану молекул води, тобто ступеню її структурованності. Основоположник вітчизняної школи колоїдників А.В. Думанський та його послідовники звертали особливу увагу на стан молекул води в дисперсних системах. Дослідження адсорбції та міцелоутворення ПАР інтенсивно проводяться, крім України у Великобританії, США, Росії, Франції, Японії, Німеччині, Італії, Болгарії.

Для подальшого розвитку фундаментальних основ колоїдної хімії міцелоутворюючих ПАР, актуальною є проблема пошуку, обгрунтування та розвитку принципово нових напрямків дослідження колоїдно-хімічних явищ у водних системах, що містять ПАР. Необхідне більш інтенсивне застосування сучасних методів фізичного та фізико-хімічного аналізу з метою одержання нової детальної інформації стосовно зміни стану молекул води під впливом ПАР та контакту розчину ПАР із сорбентом. Серед відомих, але ще мало застосовуваних для дослідження колоїдних систем, є методи нейтронної спектроскопії, які дають змогу одержати унікальну інформацію щодо наслідків взаємодії твердої і рідкої фаз без порушення їх динамічного, структурного та енергетичного стану.

Один із шляхів вивчення характеристик молекул води та перебігу процесів в ній на мікрорівні полягає у дослідженні динамічного стану, а саме: загального коефіцієнту дифузії, внеску в нього колективних та одночасткових рухів молекул, часу існування молекул у стані коливання навколо центру рівноваги. Розгляд макроскопічних властивостей адсорбційних систем на мікрорівні та встановлення зв'язку між ними сприятиме поглибленню знань стосовно адсорбційних явищ у цілому на новому нетрадиційному рівні, що зумовить подальший розвиток фундаментальної науки.

Актуальність та перспективність роботи підтверджена внесенням її до планів відомчих науково-дослідницьких тематик Національної Академії Наук України . (шифр проблеми 2.27.12, №№ держреєстр. 01910013540, 0195U011323, 1985-1997рр.); програми спільних досліджень наукових установ України та Об'єднаного Інституту ядерних досліджень (Лабораторія нейтронної фізики ім. І.М. Франка, м. Дубна, Росія, 1993-1995рр); програми ДКНТ СРСР по напрямку 11, "Екологічно чисті ПАВ"( постанова ДКНТ СРСР від 02.04.91 № 455,1991р); Державних програм фундаментальних досліджень ДКНТ України (проект 0.02.02.120, № держреєстр. 01910039091, 1991-1993рр; проект №3/337, № держреєстр. 0194U019879,1994–1995 рр.); багатогалузевої науково-технічної програми "Нові хімічні речовини і матеріали малотоннажного виробництва для заміни імпортованих" (напрямок 5, № держреєстр. 0194U019880 1993-1996рр); Об'єднаного фонду Уряду України та Міжнародного наукового фонду для підтримки фундаментальних досліджень, грант К2J100, проект "Effect of dynamic state of water - surfactant - solid components system on adsorption phenomena", 1995–1996 рр.

Основна мета та задачі дослідження. Основна мета – розвиток уявлень про тонкі взаємодії в процесах адсорбції та міцеллоутворення на основі запропонованого підходу дослідження колоїдних явищ із урахуванням змін молекулярно-динамічного стану молекул води під впливом компонентів систем вода - ПАР - твердий сорбент із застосуванням комплексу фізичних методів.

У відповідності з метою сформульовані задачі:

  • Виявити вплив міцелоутворюючих ПАР на динамічний стан молекул води за методом квазіпружного розсіяння повільних нейтронів.

  • Запропонувати методику і дослідити вплив твердих сорбентів на динамічний стан молекул води у системах вода –


  •