Анотація до роботи:

Дударко О. А. Синтез, будова та властивості полісилоксанових сорбентів, функціоналізованих похідними фосфонової кислоти. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 01.04.18 – фізика і хімія поверхні. – Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України, Київ, 2009.

Дисертація присвячена дослідженню впливу умов синтезу, природи фосфоровмісного алкоксисилану на структурно-адсорбційні, фізико-хімічні характеристики та сорбційні властивості полісилоксанових матеріалів, функціоналізованих похідними фосфонових кислот.

Золь-гель та темплатним методами синтезовано фосфоровмісні кремнійорганічні матеріали. Встановлено вплив методу одержання, природи фосфоровмісної групи (- NHP(O)(OC₂H₅)₂, -NHP(S)(OC₂H₅)₂, -P(O)(OC₂H₅)₂), співвідношення вихідних силанів на формування структури синтезованих матеріалів та концентрацію функціональних груп на поверхні сорбентів. Методами термогравіметрії, елементного аналізу, СЕМ, ПЕМ, АСМ, ІЧ спектроскопії, ³¹P, ¹³С та ²⁹Si CP/MAS ЯМР спектроскопії встановлено склад, будову та властивості одержаних матеріалів. Виявлено, що ксерогелі з -Р(О)(ОН)₂ групами мають високу сорбційну активність до UO₂²⁺, Dy³⁺, а тіофосфоровмісні монофункціональні кремнеземи придатні для вилучення ртуті(ІІ) з водних розчинів.

Встановлено, що поверхневі кислотні функціональні групи, що входять до складу ксерогелів Si-OH, Si(CH₂)₂P(O)(OH)₂ і Si(CH₂)₂P(O)(OH)-OSi вступають в адсорбційну взаємодію з молекулами триетиламіну з утворенням водневих зв’язків.

1. Встановлено чинники, які впливають на формування поруватої структури кремнеземів, функціоналізованих фосфоровмісним групами, – це хімічна природа функціональної групи, її будова та геометрія. Параметри поруватої структури і концентрація функціональних груп в поверхневому шарі суттєво залежать від співвідношення структуруючого і функціоналізуючого агентів та присутності темплату у вихідному реакційному розчині.

2. З використанням даних рентгенофазового аналізу та скануючої електронної мікроскопії з’ясовано, що ступінь упорядкованості структури одержаних матеріалів визначається природою та геометрією функціональної групи, що може бути обумовлено різним ступенем взаємодії між фосфоровмісною групою та темплатом.

3. Встановлено, що кислотна обробка полісилоксанових ксерогелів із функціональними групами складу Si(CH₂)₂P(O)(OC₂H₅)₂ є ефективним способом регулювання поруватої структури та кислотності поверхні. Виявлено, що активні центри (функціональні групи) знаходяться на поверхні ксерогелів і вступають в адсорбційну взаємодію з молекулами різної електронної будови – (C₂H₅)₃N, CH₃CN, н-C₆H₁₄.

4. З’ясовано, що тіофосфоровмісні монофункціональні кремнеземи здатні вилучати іони ртуті(ІІ) з водних розчинів. Максимальна величина статичної сорбційної ємності по відношенню до іонів ртуті(ІІ) для сірковмісних ксерогелів складає 450 мг/г, для матеріалів одержаних темплатним методом 420 мг/г.

5. Використовуючи модель хімічних реакцій та базуючись на даних сорбції іонів UO₂²⁺, Dy³⁺, визначено склад та розраховано константи стійкості комплексів фосфоновокислих груп з іонами металів. Для іонів уранілу величина статичної сорбційної ємності становить 340 мг/г, а для іонів Dy³⁺ - 120 мг/г.

Публікації автора:

1. Полисилоксановые ксерогели с бифункциональным поверхностным слоем, содержащих O/N, O/S, S/N и S/S донорные центры / О. А. Дударко, Ю. Л. Зуб, A. Dabrowski, M. Barchak // Журн. прикл. химии. – 2008. – Т. 81, Вып. 1. С. 118126.

Дисертантом здійснено синтез біфункціональних фосфоровмісних ксерогелів, одержано ІЧ спектри, структурно-адсорбційні характеристики, зроблено аналіз та інтерпретацію даних фізичних методів для синтезованих матеріалів.

2. Cорбционные свойства полисилоксановых ксерогелей, функционализированных производными фосфоновой кислоты, по отношению к ионам Hg²⁺, Nd³⁺, Dy³⁺ и UO²⁺ / О. А. Дударко, В. П. Гончарик, В. Я. Семений, Ю. Л. Зуб // Физикохимия поверхности и защита материалов (Защита металлов). – 2008. – Т. 44, № 2. – С. 193–197.

Дисертантом досліджено сорбційні властивості синтезованих сорбентів, зроблено аналіз та інтерпретацію експериментальних даних.

3. DudarkoO. A. Sorption of Hg²⁺ by mesoporous silicas with functional Si(CH₂)₂NHP(S)(OC₂H₅)₂ group in surface layer / O. A. Dudarko, V. P. Honcharyk, Yu. L. Zub // Sol – Gel Methods for Materials processing; ed. by P. Innocenzi, Yu. Zub, V. Kessler. – Springer. – 2008. – Ser. C : Environmental Security. – P. 291–297.

Здобувачем досліджено сорбційні властивості синтезованих сорбентів, зроблено аналіз та інтерпретацію експериментальних даних.

4. Полисилоксановые ксерогели с бифункциональным поверхностным слоем / И. В. Мельник, О. А.Дударко, Н. В. Столярчук, Л. И. Кожара, В. П. Гончарик, Ю. Л. Зуб // Физико-химия наноматериалов и супрамолекулярных структур ; под ред. А. П. Шпака и П. П. Горбика. – К. : Наук. думка, 2007. – Т. 2. –
   С. 392–430.

Дисертантом синтезовано ксерогелі, одержано ІЧ спектри та структурно-адсорбційні характеристики, зроблено аналіз та інтерпретацію даних фізичних методів для синтезованих матеріалів.

5. Preparation and characterisation of polysiloxane xerogels having covalently attached phosphonic acids groups / A. Dabrowski, M. Barchak, О. А. Dudarko, Yu. L. Zub // Pol. J. Chem. – 2007. – V. 81. – P. 475–483.

Здобувачем синтезовано полісилоксанові ксерогелі, функціоналізовані фосфоновими групами. Зроблено інтерпретацію і аналіз даних спектроскопічних, структурно-адсорбційних методів дослідження синтезованих матеріалів.

6. Получение полисилоксановых ксерогелей, содержащих в поверхностном слое амидные производные фосфоновой и тиофосфоновой кислот / О. А. Дударко, В. Я. Семений, А. Dabrowski, Ю. Л. Зуб // Коллоид. журн. – 2007. – Т. 69, № 1. –
   С. 72–80.

Здобувачем синтезовано амідні похідні фосфонової кислоти та на їх основі золь-гель методом отримано полісилоксанові ксерогелі. Одержано ІЧ спектри та структурно-адсорбційні характеристики синтезованих ксерогелів.

7. Адсорбційні властивості полісилоксанових ксерогелів, що містять в поверхневому шарі залишки фосфонової кислоти / О. А. Дударко, Г. Р. Юрченко, О. К. Матковський, Ю. Л. Зуб // Вісн. Донецького ун-ту. – 2007. – Сер. А : Природничі науки, № 1. – С. 221–225.

Здобувачем синтезовано полісилоксанові ксерогелі функціоналізовані фосфоновою кислотою. Досліджено сорбційні властивості ксерогелів по відношенню до органічних молекул різної електронної будови .

8. Темплатный синтез мезопористых кремнеземов, содержащих в поверностном слое производные фосфоновой кислоты / О. А. Дударко, И. В. Мельник, Ю. Л. Зуб, А. А. Чуйко, A. Дабровский // Неорган. материалы. – 2006. – Т. 42, № 4. – С. 413–420.

Здобувачем синтезовано мезопоруваті фосфоровмісні кремнеземи, одержано їх спектральні та структурно-адсорбційні характеристики.

9. Structure-adsorption characteristics of template-based mesoporous silicas containing residues of some phosphorus acids derivatives in their surface layer / О. А. Dudarko, I. V. Melnyk, Yu. L. Zub, A. Dabrowski // Stud. Surf. Sci. Catal., Amsterdam : Elsevier, 2007. – P. 479–486.

Здобувачем на основі темплатного методу синтезу одержано мезопоруваті фосфоровмісні кремнеземи. Зроблено інтерпретацію і аналіз спектральних та рентгеноструктурних даних фізичних методів для синтезованих матеріалів.

10. Синтез полисилоксановых ксерогелей с использованием системы тетраэтоксисилан / диэтилфосфатоэтилтриэтоксисилан / О. А. Дударко, И. В. Мельник, Ю. Л. Зуб, А. А. Чуйко, A. Дабровский // Коллоид. журн. – 2005. – Т. 67, № 6. – C. 753–758.

Здобувачем підібрано методики синтезу та синтезовано полісилоксанові ксерогелі з диетилфосфатоетильними групами. Одержані матеріали проаналізовано за допомогою різних фізичних методів (СЕМ, ІЧ спектроскопія, елементний та структурно-адсорбційний аналіз).

11. Всеукраїнська конференція з міжнародною участю, присвячена 90-річчю НАН України „Хімія, фізика та технологія поверхні наноматеріалів” : зб. наук. праць за матеріалами конф., Київ, 28–30 травня 2008. – К., 2008. – С. 84–85.

12. Materials of NATO Advanced Research Workshop „Sol-gel approaches to materials for pollution control, water purification and soil remediation”, Кyiv, October
    25–27, 2007. – К.: 2007. – Р. 8.

13. Materials of 14^th International Sol-gel Conference – Montpellier, France, September 2–7, 2007. – Montpellier, 2007. – Р. 494.

14. Материалы XI Всероссийского симпозиума с участием иностранных ученых „Актуальные проблемы теории адсорбции, поруватости и адсорбционной селективности”, Москва-Клязьма, 16–20 апреля 2007. – М., 2007. – С. 115.

15. Всеукраїнська з міжнародною участю конференція молодих учених „Наноматеріали в хімії, біології та медицині” : зб. текстів виступів, Київ,
    15–17 травня 2007. – К., 2007. – С. 53–54.

16. Матеріали Міжнародної наукової конференції „Мембранні та сорбційні процеси і технології”, Київ, 5–7 березня 2007. – К., 2007. – С. 55.

17. 17^th International Congress of Chemical and Process Engineering: Separation Processes (Summaries 2), Prague, Chezh. Republik, August 27–31, 2006. – Prague, 2006. – P. 631–632.

18. Материалы X Международной конференции „Теоретические проблемы химии поверхности адсорбции и хроматографии”, Москва, Россия, 24–26 апреля 2006. – М., 2006. – C. 49–50.

19. Материалы Третьей Всероссийской конференции (с международным участием) „Химия поверхности и нанотехнология”, Санкт-Петербург - Хилово, Россия, 24 сентября – 1 октября 2006. – СПб., 2006.– C. 96–97.

20. Materials of conference „Theoretical and Experimental Studies of Interfacial Phenomena and their Technological Application”, Sandomierz – Golejw, Poland, September 5–9, 2005. – Sandomierz, 2005– С. 34–37.

21. VIII Ukrainian-Polish Symposium „Theoretical and experimental studies of interfacial phenomena and their technological applications” : зб. наук. праць за матер. наук. конф, Оdеssа, September 19–24, 2004. – Оdessa, 2004. – С. 56–59.

22. Школа-семінар для молодих учених „Наноматеріали в хімії та біології” : зб. тез., Київ, 18–21 травня 2004. – К., 2004. – С. 27.