РАЗДЕЛ 2
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Аппаратура и материалы
2.1.1. Приборы
Для измерения спектров поглощения в работе был использован спектрофотометр СФ-46 (ЛОМО). Шкала длин волн была выставлена по спектру излучения ртутной лампы, шкалу пропускания проверяли с помощью набора нейтрально-серых фильтров. Для измерения оптической плотности использовали набор стеклянных кювет с длиной поглощающего слоя 1 и 5 см, в зависимости от концентрации красителя, таким образом, чтобы величина оптической плотности находилась в пределах 0.1-1.3 ед. Спектры поглощения суспензий кремнезема и полиэлектролитных щеток, а также, в некоторых случаях, растворов дендримеров снимали против холостых растворов, содержащих все компоненты, кроме красителя. Погрешность измерения составляла ±0.005 ед.
Спектры люминесценции и возбуждения регистрировали на флуориметре Hitachi F 4010 В.В. Морозом в НИИ химии при ХНУ.
Для измерения ЭДС использовали потенциометр постоянного тока П 37-1, класс точности 0.01. В качестве нуль-инструмента использовали рН - метр милливольтметр рН-121, прошедший госпроверку. ЭДС цепи с переносом измеряли компенсационным методом при 25 ± 0.05?С:
стеклянный электрод (Н+)?буфер Н+??KCl?AgCl, Ag.
В качестве жидкостного соединения использовался водный раствор хлорида калия с концентрацией 1 М. Стеклянный электрод ЭСЛ-63-07 калибровали по стандартным буферным растворам (рН 9.18; 6.86; 4.01; 3.56; 1.68) и использовали данные градуировки при расчете значений рН рабочих растворов. Наклон зависимости ЭДС от рН обычно составлял 58-59 мВ/ед. рН.
Для термостатирования рабочих растворов использовали водяной ультратермостат УТ-15 с точностью термостатирования ?0.05?С.
Для взвешивания веществ с точностью ?0.0002 г использовали прошедшие госпроверку аналитические весы.
Просвечивающая электронная микроскопия высушенных образцов кремнезема была проведена С.В. Дукаровым в лаборатории профессора Н.Т. Гладких в Харьковском национальном университете с помощью микроскопа ЭМ-125 при напряжении 100 кВ.
Измерения ? - потенциала суспензий кремнезема и полиэлектролитных щеток были проведены Л.В. Самохиной в лаборатории университета г. Байройта, ФРГ, на приборе "Zeta Sizer Nano ZS" с использованием лазера He-Ne мощности 4 мВт, 633 нм с оптическим фильтром на 633 и 532 нм. Все измерения проводились при 25?С под углом 173?. Данные обрабатывались по алгоритму CONTIN. Для изучения электрофоретической подвижности использовались складчатые капиллярные ячейки, а для измерения размеров частиц применяли стеклянные кюветы. Величины электрокинетического потенциала вычислялись на основе данных о подвижности согласно модели Смолуховского. Для каждой системы измерения ?-потенциала проводились не менее семи раз с 20 пробегами при различных напряжениях (30-100 мВ). Перед измерениями систему калибровали с помощью стандартного полистирольного латекса (Malvern Instruments Ltd, Великобритания), ?-потенциал которого составляет -(50±5) мВ. В зависимости от концентрации ЦТАБ в системе, погрешность определяемых величин находилась в пределах 5-7%.
2.1.2. Посуда
Для приготовления рабочих растворов использовались мерные колбы вместимостью 10, 25, 50, 100, 500 та 1000 мл. Градуированные пипетки вместимостью 1, 2, 5, 10 мл, бюретка на 25 мл. Вся мерная посуда перед использованием была прокалибрована по воде при 25?С
2.2. Реактивы
2.2.1. Индикаторные красители
В работе использованы препараты следующих красителей: метиловый оранжевый (Минхимпром, СССР); сульфофталеиновые индикаторы - бромфеноловый синий, бромтимоловый синий, тимоловый синий , бромкрезоловый зеленый, бромкрезоловый пурпурный (Шосткинский завод химреактивов); препараты флуоресцеина и 2,4,5,7-тетрабромфлуоресцеина (эозина), уже использовавшиеся в предыдущих исследованиях на нашей кафедре; децилфлуоресцеин (синтезирован и очищен В.И.Алексеевой, НИИОПиК, Россия); 2,7-дихлорфлуоресцеин (VEB Apolda). Также использовались бетаиновые сольватохромные красители ЕТ(30) и ЕТ(33), предоставленные профессором К. Райхардтом (университет г. Марбурга, Германия). Для исследования анионных полиэлектролитных щеток использовались индикаторы нейтральный красный (НК), метиловый желтый (МЖ), астрафлоксин, сульфофлуоресцеин, хинальдиновый красный (ХК), гексаметоксикрасный (ГМК).
Препараты тимолового синего, бромтимолового синего, фенолового красного, бромфенолового синего, бромкрезолового зеленого, бромкрезолового пурпурного, метилового оранжевого, нейтрального красного, метилового желтого и хинальдинового красного были категории Ч.Д.А. и использовались без дополнительной очистки; гексаметоксикрасный был перекристаллизован из пропанола-1, сульфофлуоресцеин и астрафлоксин из коллекции кафедры физической химии ХНУ использовались без дополнительной очистки.
Диацетилфлуоресцеин (ДАФ) был синтезирован на кафедре органической химии Харьковского национального университета имени В. Н. Каразина.
Стабильность растворов красителей во времени проверялась по спектрам поглощения.
2.2.2. Поверхностно-активные вещества
В работе использовали N-цетилпиридиний хлористый (1-водный, 99%) и цетилтриметиламмоний бромид (99%, ч.д.а) фирмы Merck.
2.2.3. Суспензии наночастиц кремнезема
Суспензии наночастиц кремнезема с диаметром 40 и 85 нм были приготовлены Н.А. Матвеевской (НТК "Институт монокристаллов", г. Харьков) гидролизом тетраэтоксисилана в среде абсолютного этанола с добавками аммиака в качестве катализатора процесса [54,59,63]. Размер и частичная концентрация наночастиц суспензии были установлены с помощью электронной микроскопии. Для получения суспензии наночастиц с диаметром 40 нм на магнитной мешалке к 2.5 мл 25% раствора аммиака добавляли 50 мл абсолютного этанола. Через десять минут медленно приливали 2 мл ТЭОС и оставляли смесь на 5 часов. Для получения суспензии оксида кремния с диаметром частиц 85 нм аналогичным образом с