Свойства воды, адсорбированной в пористых силикагелях с различной формой микрочастиц

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Проведено сравнение релаксационных, диффузионных и калориметрических характеристик, образцов с различным содержанием воды в порах силикагелей марок Сепарон SGX и Силасорб 600, которые различаются формой (регулярной и нерегулярной) микрочастиц. Показано, что слой воды, испытывающий релаксационное влияние поверхности в порах, имеет постоянные размеры для этих силикагелей. Установлено, что поверхностная релаксационная эффективность, отношение времен релаксации Т1 /Т2, которое отражает фазовое состояние воды, не меняется от содержания воды в образце. Обнаружено, что закономерности изменения времен спин-решеточной (Т1) и спин-спиновой (Т2) релаксации протонов воды, количества замерзающей и некристаллизующейся воды при изменении влагосодержания в образцах с различной формой микрочастиц силикагеля имеют сходный характер. Зависимость коэффициентов самодиффузии от содержания воды в силикагелях позволила рассчитать значения характеристического параметра пор S/V и сравнить их с характеристиками, заявленными производителемями. Выявлено заметное отклонение для силикагеля Силасорб 600, которое можно объяснить как более широким распределением пор по размерам, так и различием в характере диффузионных процессов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. И. Сергеев

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: nismpa@mail.ru
Россия, Москва

Н. Г. Шилкина

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: nismpa@mail.ru
Россия, Москва

И. И. Барашкова

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: nismpa@mail.ru
Россия, Москва

И. А. Маклакова

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: nismpa@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Peschel G., Aldfinger K.H. // J. Colloid Interface Sci. 1970. V. 34. № 4. Р. 505. https://doi.org/10.1016/0021-9797(70)90212-2
  2. Etzler F.M., Conners J.J. // Langmuir. 1991. V. 7. P. 2293.
  3. Polnaszek C.F., Hanggi D.A., Carr P.W. et al. // Anal. Chim. Acta. 1987. V. 194(C). P. 311. https://doi.org/10.1016/S0003-2670(00)84786-8
  4. Metzik M.S., Perevertaev G.D., Liopo V.A. et al. // J. Colloid Interface Sci. 1973. V. 43. № 3. Р. 662. https://doi.org/10.1016/0021-9797(73)90412-8
  5. Morariu V.V., Mills R. // Z. Phys. Chem. 1972. V. 79. № 1-2. Р. 1. https://doi.org/10.1524/zpch.1972.79.1_2.001
  6. Brownstein K.R., Tarr C.E. // Phys. Rev. A. 1979. V. 19. № 6. Р. 2446. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.19.2446
  7. Troyer W.E., Holly R., Peemoeller H. et al. // Solid State Nucl. Magn. Reson. 2005. V. 28. № 2–4. Р. 238. https://doi.org/ 10.1016/j.ssnmr.2005.10.003
  8. Cadar C., Cotet C., Baia L. et al. // Microporous Mesoporous Mater. 2017. V. 251. P. 19. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2017.05.033
  9. Krzyżak A.T., Habina I. // Ibid. 2016. V. 231. P. 230. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2016.05.032
  10. Jackson C.L., McKenna G.B. // J. Chem. Phys. 1990. V. 93. № 12. Р. 9002. https://doi.org/10.1063/1.459240
  11. Strange H., Rahman M.E., Smith G. // Phys. Rev. Lett. 1993. V. 71. № 21. Р. 3589. https://doi.org/10.1103/physrevlett.71.3589
  12. Модифицированные кремнеземы в сорбции, катализе и хроматографии / Под ред. Лисичкина Г.В. М.: Химия, 1986.
  13. Reversed Phase Chromatography. LCGC´s CROMacademy. Р. 29; www.chromacademy.com
  14. Ishikiriyama K., Todoki M. // Thermochim. Acta. 1995. V. 256. № 2. Р. 213. https://doi.org/10.1016/0040-6031(94)02174-m
  15. Зарипов Р.Б., Хайрутдинов И.Т., Салихов К.М. // Хим. физика. 2021. T. 40. № 6. С. 27. https://doi.org/10.31857/S0207401X21060170
  16. Лундин А.А., Зобов В.Е. // Хим. физика. 2021. T. 40. № 9. С. 41. https://doi.org/10.31857/S0207401X21090077
  17. Stejskal E.O., Tanner J.E. // J. Chem. Phys. 1965. V. 42. № 1. P. 288. https://doi.org/10.1063/1.1695690
  18. Halperin W., Bhattacharja S., D’Orazio F. // Magn. Reson. Imaging. 1991. V. 9. № 5. Р. 733. https://doi.org/10.1016/0730-725X(91)90365-S
  19. Veith S.R., Hughes E., Vuataz G. et al. // J. Colloid Interface Sci. 2004. V. 274. № 1. Р. 216. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2003.12.036
  20. Odintsov B.M., Temnikov A.N., Idiyatullin Z.Sh. et al. // Colloids Surf., A. 1999. V. 157. № 1–3. P. 177. https://doi.org/10.1016/S0927-7757(99)00002-3
  21. Mitchell J., Webber J.B.W., Strange J.H. et al. // Phys. Rep. 2008. V. 461. № 1. Р. 1. https://doi.org/10.1016/j.physrep.2008.02.001
  22. Cohen M.H., Mendelson K.S. // J. Appl. Phys. 1982. V. 53. № 2. Р. 1127. https://doi.org/10.1063/1.330526
  23. Rennie G., Clifford J. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1. 1977. V. 73. P. 680. https://doi.org/10.1039/F19777300680
  24. Валов А.Ф., Аветисов В.А. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 5. С. 171. https://doi.org/10.31857/S0207401X22050107
  25. Mitra P.P., Sen P.N., Schwartz L.M. // Phys. Rev. B. 1993. V. 47. P. 8565. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.47.8565
  26. Tanis-Kanbur M.B., Peinador R.I., Calvo J.I. et al. // J. Membr. Sci. 2021. V. 619. P. 118750. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2020.118750
  27. Niknam M., Liang J., Walia J. et al. // Microporous Mesoporous Mater. 2012. V. 162. Р. 136. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2012.06.010
  28. Hills B.P., Takacs S.F., Belton P.S. // Mol. Phys. 1989. V. 67. № 4. Р. 919. https://doi.org/10.1080/00268978900101541
  29. Hills B.P., Takacs S.F., Belton P.S. // Ibid. P. 903. https://doi.org/10.1080/00268978900101531
  30. Carver J.P., Richards R.E. // J. Magn. Reson. 1972. V. 6. № 1. P. 89. https://doi.org/10.1016/0022-2364(72)90090-X

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Электронные микрофотографии частиц исследуемых силикагелей: а – Силасорб 600, б – Сепарон SGX.

Скачать (218KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Изменение времени спин-спиновой релаксации Т2 в зависимости от степени влажности силикагеля Силасорб 600: ○ – короткая компонента, • –длинная компонента.

Скачать (60KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Время спин-спиновой релаксации воды в образцах силикагелей Сепарон SGX (○) и Силасорб 600 (■) при малых влажностях.

Скачать (55KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Термограмма плавления льда в порах.

Скачать (77KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Изменение количества незамерзающей (■) и замерзающей (○) воды в порах силикагеля Силасорб 600 в зависимости от содержания влаги в образце.

Скачать (79KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Изменение количества незамерзающей (■) и замерзающей (∆) воды в порах силикагеля Сепарон SGX в зависимости от содержания влаги в образце.

Скачать (72KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Коэффициент диффузии молекул воды в образцах силикагелей Сепарон SGX (а) и Силасорб 600 (б) при различной влажности в зависимости от времени между импульсами магнитного градиента ∆.

Скачать (206KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Изменение амплитуды сигнала от воды в порах силикагеля Сепарон SGX при плавлении: А – участок плавления льда в порах, В – участок плавления льда в свободном объеме.

Скачать (64KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Распределения пор по размерам в образцах силикагелей Сепарон SGX (■) и Силасорб 600 (○), полученные методом криопорометрии.

Скачать (68KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Зависимости скорости спин-спиновой релаксации (1/Т2) от обратного времени между 90°- и 180°-импульсами (τ) при различной влажности силикагеля Силасорб 600: ♦ – 0.41, Δ – 0.86, ▲ – 1.29, ○ – 1.74, ■ – 2.1 г Н2О/ г силикагеля.

Скачать (64KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».