Zaŝita metallov
ISSN(Print): 0044-1856
Media registration certificate: No. 0110259 dated 02/09/1993
Founders: Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry named after. A.N. Frumkin RAS, Russian Academy of Sciences
Editor-in-Chief: Tsivadze Aslan Yusupovich
Number of issues per year: 6
Indexation: RISC, list of Higher Attestation Commissions, CrossRef, White List (level 2)
Current Issue



Vol 60, No 6 (2024)
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ НА МЕЖФАЗНЫХ ГРАНИЦАХ
Гемосорбенты: материалы, структура и физико-химические свойства. Обзор
Abstract
В обзоре обобщены физико-химические свойства, характеристики селективных, неселективных и мультимодальных гемосорбентов и систем для сорбции, разрешенных к применению в РФ в сравнении с другими применяемыми в медицинской практике материалами. Основную долю среди исследуемых материалов для экстракорпоральной очистки крови занимают сорбенты на основе углерода, природных и синтетических полимеров. Продолжаются исследования по расширению видов материалов для гемосорбции, методик синтеза, улучшению их физико-химических свойств и структуры, повышению адсорбционных характеристик, селективности и биосовместимости. Среди способов синтеза новых сорбентов выделяют методы функционализации поверхности различными специфическими веществами (лигандами) уже известных гемосорбентов или новых разработанных матриц различной природы. В обзоре представлены литературные данные по созданию новых материалов для гемосорбции за последние 5 лет в России и за рубежом. Показан опыт успешного применения методов экстракорпорального очищения крови с помощью сорбентов как отдельно, так и в сочетании с другими методами для лечения пациентов с COVID-19.



Фазовое равновесие и структура растворов полиэфируретана в многокомпонентных растворителях
Abstract
На примере сложных полиэфируретанов в многокомпонентных растворителях продемонстрированы широкие возможности регулирования морфологии высокополимерных конденсационных структур, получаемых методом диффузионного обогащения этих растворов нерастворителем. Для определения размеров и конформации структурных элементов растворов, определяющих разнообразие образующихся структур, использован метод динамического светорассеяния. Полученные результаты позволили сделать выводы об особенностях строения этих структур. Неопределенность значений составов выделяющихся фаз и их свойств при использовании многокомпонентных растворителей пока не дает возможности определения размеров этих структур указанным способом.



НАНОРАЗМЕРНЫЕ И НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ПОКРЫТИЯ
Изменение структурных характеристик и состояния воды в композиционных полисульфоновых и полиэфирсульфоновых мембранах
Abstract
В работе представлены результаты интерпретации и анализа ИК-НПВО спектров композиционных ультрафильтрационных (УФ) мембран из полисульфона (ПС) и полиэфирсульфона (ПЭС) в воздушносухом и водонасыщенном состояниях с целью оценки структурных изменений активного слоя, вызванных статическим и динамическим водонасыщением. Сравнительный анализ ИК-спектров воздушносухого и водонасыщенного образцов установил, что в области скелетных колебаний частоты полос поглощения функциональных групп ПС и ПЭС не происходит смещений. Это позволяет утверждать о стабильности химической структуры матрицы активного слоя мембран данного типа. Проявление в ИК-НПВО спектрах УФ мембран воздушносухого состояния широкой полосы поглощения при ~3305 см–1 предполагает наличие в активном слое ПС и ПЭС суперпозиции различных OH--групп, участвующих в образованиях N-мерных водородных связей.
Относительные изменения формы и интенсивности полосы с высокочастотной стороны спектра для водонасыщенных образцов скрывают перераспределение водородных связей адсорбированной воды и ОН- – группами полиэтиленглиголя (ПЭГ), и позволяют предположить, что структура воды в поровом пространстве активного слоя мембраны существенно меняется, демонстрируя увеличение слабосвязанной “жидкой воды”. Уменьшение количества молекул ПЭГ является регулярным, вероятнее всего, при значительной гидратации молекул ПЭГ в адсорбированной воде и свидетельствует о частичном вымывании (выщелачивании), но не полном исчезновении.



Модифицирование технического углерода для применения в автономных источниках тока. I. Влияние термической обработки на структуру технического углерода
Abstract
Изучено влияние термической обработки в атмосфере диоксида углерода (900°С) и низкотемпературной графитизации (1500°С) на превращения в первичных частицах технического углерода N375. Методом просвечивающей электронной микроскопии показано, что при взаимодействии диоксида с углеродом в наружном слое первичных частиц происходит увеличение протяженности графеновых слоев от 0.96 до 1.28 нм. В то время как углерод внутренней первичной частицы преимущественно выгорает, что приводит к формированию микропор и росту удельной поверхности углеродного материала в 10 раз. Дальнейшая низкотемпературная графитизация окисленного технического углерода приводит к формированию в его структуре полиэдрических частиц, состоящих из протяженных графитоподобных нанокристаллитов с межслоевым расстоянием d002 0.37–0.38 нм. Удельная поверхность полученных образцов достигает 216 м2/г, что в 2.5 больше, чем у исходного N375.



Релаксационные свойства пленок стирол-алкил(мет)акриловых латексных сополимеров в зависимости от фталоцианинового модификатора и свойств частиц латексов
Abstract
Методом динамической механической релаксационной спектроскопии исследованы физико-механические свойства пленкообразующих стирол-алкил(мет)акриловых латексных сополимеров в зависимости от свойств частиц латексов. Установлен рост интенсивности релаксационной подвижности макроцепей латексного полимера с уменьшением размера частиц и гидрофобности их поверхности, что сопровождается снижением температуры стеклования полимера, соответствующей максимуму интенсивности α-релаксации. При модификации латексного полимера водорастворимым фталоцианинатом обнаружено увеличение температуры стеклования и интенсивности максимума α-релаксации в результате нарушения релаксационной однородности полимерного материала при локализации модификатора на поверхности латексных частиц в межчастичных областях пленок. Локализация фталоцианината на полимерной поверхности подтверждается данными флуоресцентной спектроскопии, свидетельствующими о появлении флуоресценции в модифицированном полимере и ее отсутствие у самого модификатора.



НОВЫЕ ВЕЩЕСТВА, МАТЕРИАЛЫ И ПОКРЫТИЯ
Влияние условий процесса и структуры органических добавок на формирование и свойства покрытий при электрохимическом никелировании
Abstract
Нанесение никелевых покрытий является одним из наиболее сложных процессов в гальванотехнике. В представленном обзоре дается краткий анализ литературных источников, в которых исследовано влияние параметров процесса и вводимых органических добавок на формирование и качество получаемых покрытий. Приводятся данные о сравнительно новых направлениях в электрохимическом никелировании: получение нанокристаллических покрытий, использование неводных электролитов, нетрадиционных подходов к процессу и нестационарных режимов электролиза (импульсный и реверсированный ток). Обсуждаются проблемы разработки новых органических добавок в электролит.



ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЗАЩИТЫ МАТЕРИАЛОВ
Поверхностное модифицирование малоуглеродистой стали 4-амино-4h-1,2,4-триазол-3,5-дитиолом для ингибирования коррозии в 0,5М растворе серной кислоты
Abstract
Органические ингибиторы коррозии на основе гетероциклических соединений обеспечивают значительное покрытие металлической поверхности и защищают металлическую поверхность от коррозии путем адсорбции. Адсорбция 4-амино-4H-1,2,4-триазол-3,5-дитиол (АТД) на поверхности малоуглеродистой стали в 1 Н растворе серной кислоты была исследована комплексом физико-химических методов, включающим: поляризационные измерения, спектроскопию электрохимического импеданса, метод краевых углов смачивания, оптическую микроскопию. В пользу существования защитной пленки АТД свидетельствует перераспределение компонент свободной энергии поверхности и ее гидрофобизация. Расчет энергии активации коррозионного процесса на основании поляризационных измерений показал изменение характера адсорбции с ростом температуры от смешанного к химическому. На основании данных спектроскопии электрохимического импеданса и краевых углов смачивания установлено, что монослойное заполнение происходит при концентрации 100 мг/л. АТД ингибирует преимущественно катодную парциальную электрохимическую реакцию, образуя адсорбционные слои на энергетически неоднородной поверхности в соответствии с моделью изотермы Редлиха-Петерсона.



Исследование адсорбционных форм 1,2,3-бензотриазола на поверхности меди методами КР-спектроскопии и DFT-моделирования
Abstract
В работе представлены результаты исследования пленок 1,2,3-бензотриазола (БТА), сформированных на реальной поверхности меди при различных условиях. Установлено, что молекулы БТА в зависимости от условий формируют адсорбционные (Cu–БТАадс) или поверхностно-ассоциированные пленки (Cu–БТАпов). Методом КР-спектроскопии и DFT-моделирования установлены формы координации молекул БТА на поверхности меди. Встречным синтезом были получены комплексные соединения БТА–Cu2+ в водных растворах при различных значениях рН и изучены их свойства методами ИК- и КР-спектроскопии. На реальной поверхности меди были сформированы адсорбционные и поверхностно-ассоциированные пленки комплексов меди и 1,2,3-бензотриазола при различных значениях рН и температуре, изучены их строение и свойства. Был зарегистрирован эффект SERS, дано его объяснение, исходя из различий в строении синтезированных комплексов БТА–Cu2+, адсорбционных пленок Cu–БТАадс и поверхностно-ассоциированных структур Cu–БТАпов. Проведено квантово-химическое моделирование DFT-методом возможных адсорбционных Cu–БТАадс и поверхностно-ассоциированных структур Cu–БТАпов и осуществлен DFT-расчет их КР-спектров. Установлены геометрии поверхностных структур. Проанализированы энергетические состояния структур Cu–БТАадс и Cu–БТАпов. Показано, что предсказания DFT-моделирования успешно коррелирует с экспериментальными результатами.



МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Эллипсометрическая спектротомография многослойных покрытий-абсорберов гелиоустановок солнечной энергетики
Abstract
Представлены методические основы спектральной эллипсометрической томографии для неразрушающего контроля и дальнейшей классификации структуры и состава многослойных пленок, пленочных наноструктур и нанокомпозитов в процессе их роста, используемых при построении новых типов оптических поглощающих покрытий солнечных коллекторов. Полученные на различных длинах волн эллипсометрические параметры позволяют определить распределение комплексного показателя преломления по глубине пленки. Данные Раман-спектроскопии позволяют получить дополнительную информацию по морфологии и фазовому составу многослойной пленки. На основе полученных данных производится классификация структуры, состава и отсюда теплофизических свойств многослойных пленок. Это позволяет на основании отдельной обучающей выборки рассчитать поглощение солнечного излучения в поглощающем покрытии на всех стадиях его роста и отсюда спрогнозировать температурный режим коллектора гелиоустановки.


