Несмотря на изученность свойств многих нанокомпозитов, высокую актуальность сохраняют исследования процессов формирования наночастиц в матрицах с химически активными комплексообразующими группами. В диссертационной работе О.В. Бабкиной решается задача образования наночастиц металлов и сульфида кадмия внутри матрицы, обладающей катионообменными свойствами.

В работе использованы пористые системы, полученные сополимеризацией метилметакрилата с метакрилатом калия. Роль порообразователя играл полиэтиленгликоль (ПЭГ). Автором найдены закономерности формирования заданной пористости сополимера после вымывания ПЭГ. Показано, что при соотношении метилметакрилат : ПЭГ = 1 : 0,409, 11,1 масс.% метакрилата калия матрица имеет высокое содержание доступных ионообменных карбоксилатных групп и подходит для формирования нанокомпозитов. Указанный состав использован О.В. Бабкиной в исследованиях нанокомпозитов. Их получение осуществлено восстановлением предварительно сорбированных ионов металла in situ. Например, восстановление ионов никеля в работе проводилось диоксидом тиомочевины, платины – гидразингидратом, серебра – с помощью УФ и термовосстановления.

О.В. Бабкиной установлены кинетические закономерности сорбции солей металлов в полимерной матрице, обладающей свойствами катионообменника. Обнаружено, что лимитирующей стадией сорбции является диффузия ионов металла из раствора к поверхностным карбоксилатным группам полимера. Оценена энергия активации сорбционного процесса. Участие карбоксилатных групп в комплексообразовании, а также наличие сверхэквивалентной сорбции доказано методом ИК-спектроскопии.

Для получения равномерного распределения частиц, образующихся после восстановления/осаждения сорбированных ионов металла, в работе предложен ряд эффективных мер (разделение сорбции восстановителя и реакции восстановления, оптимизация температурного режима, применение УФ облучения и термообработки). Весьма значительным преимуществом катионообменной матрицы, предлагаемой автором, является возможность формирования наночастиц с узким распределением по размерам. О.В. Бабкина убедительно объясняет это диффузионным торможением из-за наличия функциональных групп и, как следствие, одномоментным образованием большого количества зародышей.

Освобождение карбоксилатных группировок в процессе восстановления позволяет многократно повторять цикл сорбция-восстановление и повысить электропроводность композита. Так, О.В. Бабкиной удалось создать материал, содержащий около 30 масс.% наночастиц платины, который может быть использован вместо платиновых электродов (например, для получения водорода путем электролиза воды).

В работе показано, что отжиг Ag-содержащего композита приводит к образованию кристаллитов серебра, имеющих хорошую адгезию к различным подложкам и перспективных для получения катализаторов с высокой удельной поверхностью.

Результаты получены с использованием современных физико-химических и физических методов: растровая и просвечивающая электронная микроскопия, Оже-спектроскопия, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, рентгеновская дифракция и т.д. Сделанные автором выводы научно обоснованы и не вызывают сомнений.

Следует отметить, что в автореферате не анализируются изменения основных характеристик композитов (электропроводности, размеров частиц и других) в результате старения.

Несмотря на указанный недостаток, в работе достигнуты значительные успехи на пути создания нанокомпозиционных материалов с уникальными свойствами. Результаты обладают высокой научной новизной и практической значимостью. Считаю, что диссертационная работа "Формирование и исследование физико-химических свойств полиметакрилатных композитов с наноразмерными частицами" соответствует требованиям, предъявляемым к кандидатским диссертациям, а ее автор О.В. Бабкина заслуживает присуждения ученой степени кандидата химических наук.

Заведующий кафедрой общей,
неорганической и аналитической
химии Алтайского государственного
технического университета,
д.х.н., профессор
А.И. Хлебников

Библ. описание: Бабкина О.В. Формирование и исследование физико-химических свойств полиметакрилатных композитов с наноразмерными частицами. Автореф. дисс. ... канд. хим. наук. - Томск, 2005. - 23 с.

К списку отзывов