РОЗДІЛ 2
ВИХІДНІ РЕЧОВИНИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
2.1. Характеристика вихідних речовин
Для синтезу функціоналізованих ксерогелів та мезопористих кремнеземів
використовувались наступні силани: тетраетоксісилан, Si(OC2H5)4 (99%, Aldrich);
3-амінопропілтриетоксісилан, (C2H5O)3Si(CH2)3NH2 (98%, Aldrich);
N-[3-(триме-токсісиліл)пропіл]етилендіамін, (CH3O)3Si(CH2)3NH(CH2)2NH2 (97%,
Aldrich); біс[3-(триметоксісиліл)пропіл]амін, [(CH3O)3(CH2)3]2NH (95%,
Aldrich); 3-(2-імідазолін-1-іл)пропілтриетоксісилан, (C2H5O)3Si(CH2)3NC3H5N
(98%, Fluka); N-метил-3-амінопропілтриметоксісилан, (CH3O)3Si(CH2)3NHCH3 (97%,
Fluorochem); 3-меркаптопропілтриметоксісилан, (CH3O)3Si(CH2)3SH (95%, Aldrich);
3-(триетоксі-силіл)пропілізоціанат,(C2H5O)3Si(CH2)3NCО (>95%, Aldrich);
метилтриетоксіси-лан, (C2H5O)3SiCH3, (99%, Aldrich чи ABCR);
етилтриетоксісилан, (C2H5O)3SiC2H5, (97%, Aldrich); н-пропілтриметоксісилан,
(CH3O)3SiC3H7, (97%, Aldrich); фенілтриетоксісилан, (C2H5O)3SiC6H5 (98%,
Aldrich), диметилдиетоксісилан, (C2H5O)2Si(CH3)2 (97%, Landcaster);
дифенілдиетоксісилан, (C2H5O)2Si(C6H5)2 (97%, Landcaster).
3-(триетоксісиліл)пропілізотіоціанат, (C2H5O)3Si(CH2)3NCS, був отриманий по
дещо модифікованій методиці, наведеній в [92]: замість діетилового ефіру
використовувався н-гексан. Додаткова очистка силанів не велась, так як вони
використовувались одразу після доставки.
В роботі також були використані: 1-додециламін, СН3(СН2)11NH2 (98 %, Aldrich);
ацетат ди(н-бутил)олова(IV), (CH3COO)2Sn[(CH2)3CH3]2 (Aldrich); н-пропіламін,
CH3(CH2)2NH2 (99 %, Fluka); н-діпропіламін, [CH3(CH2)2]2NH (99 %, Aldrich);
2-амінобензотіазол, ; н-пропілізотіоціанат, C3H7NCS (98 %, Aldrich);
фенілізотіоціанат, C6H5NCS (98 %, Aldrich); фторид амонію, NH4F (98%, Aldrich);
гідроксид натрію, NaOH (чда); KOH (чистий, <2% K2CO3, Bayer), на основі якого
виготовляли 10 M водний розчин (d = 1,398 г/см3); натрієве рідке скло (40 мас.
%; d=1.415 г/см3; cилікатний модуль, SiO2/Na2O – 2,86); метилсиліконат натрію,
Na[O(HO)2SiCH3] (30% мас. %; ABCR ); FeCl3 . 6H2O (>99%, Merck), с
використанням якого виготовляли 1M водний розчин; AlCl3 . 6H2O (>99%, Aldrich)
- 0,5 M водний розчин; ZrOCl2 . 8H2O (>99%, Merck) - 1 M водний розчин; HCl
(35%, Aldrich), на основі якої готовили 1M і 5M водні розчини. Високий
відсотковий вміст основної речовини не вимагав додаткової очистки перерахованих
реагентів.
Крім того, в роботі були використані такі координаційні сполуки: комплекси
Co(II) з Salen та Salophen, які було синтезовано згідно методик [93,94]
(одержані сполуки уявляють собою біядерні комплекси складу (CoBS)2O2 );
фталоцианін кобальту(II), (b-форма, 95 % основної речовини, Aldrich);
1,2,3,4,8,9,10,11,15,16,17,18,22,23,24,25-гексадекафторо-29Н,31Н-фталоцианін
кобальту(II) (Aldrich); мезо-тетрафенілпорфірин кобальту(II) (Fluka); хлорид
мезо-тетрафенілпорфірин заліза(III) (Aldrich); гемін (Fluka).
Також використовувалась катіонобмінна смола КU-2 в кислій формі (фракція з
розміром гранул 0,5 – 1,0 мм; вміст протонів в сухій смолі складав 3,5
мг-екв/г).
Ступінь чистоти органічних розчинників (метанол, етанол, N,N’-диметилформамід
тощо, Aldrich) був не менше 98%; при необхідності перед використанням їх
абсолютизували за стандартними методиками [95]. Для пікнометричного визначення
істинної густини зразків ксерогелів застосовували бензол марки “чда”. Для
адсорбційних досліджень використовували н-гексан, ацетонітрил, оцтову кислоту
кваліфікації “хч”.
Соляна кислота для експериментів по поглинанню протонів з водних розчинів
аміновмісними ксерогелями була приготовлена з використанням фіксаналів. З її
допомогою встановлювався і титр розчинів гідроксиду натрію (індикатор –
метилоранж).
2.2. Контроль складу продуктів синтезу
Елементний аналіз (на C, N, H, S) силанів та ксерогелів з (тіо)мочевинними
групами проводився на автоматичному аналізаторі Carlo Erba EA 1108 (хімічний
факультет, університет м. Парма, Італія). Елементний аналіз ксерогелів з іншими
функціональними групами та мезопористих матеріалів (на C, N, H, S, Sі)
виконувався в аналітичній лабораторії хімічного факультету університету UMIST
(м. Манчестер, Англія). Елементний аналіз ксерогелів з вбудованими комплексами
(на C, N, H, Sі) виконувався в сертифікаційній лабораторії ІОХ НАН України, а
аналіз ксерогелів поліметалорганосилоксанів на ці ж елементи, а такж на вміст
металів виконували в аналітичній лабораторії Інституту неорганічної хімії
університету Геттінгена (Німеччина).
З метою контролю молекулярної маси силанів використовували їх мас-спектри, які
одержували за допомогою спектрометра Finnigan SSQ 710 (при цьому
використовувався хімічний спосіб іонізації).
Контроль рН розчинів в ході синтезів, як і у випадку потенціометричного
титрування, здійснювали з допомогою іонометру універсального EV-74.
Вміст функціональних груп CSH та CNH2 для синтезованих речовин визначали за
масовою долею сірки та азоту за формулою 2.1:
%S(N)
Cф.гр. = ѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕ ммоль/г , (2.1)
(100 - %S(N)) х AS(N) х nS(N)
де %S(N) – вміст сірки (азоту) у %,
AS(N)– атомна маса сірки (азоту),
nS(N)– число атомів сірки (азоту) у функціональній групі.
Точність визначення - ± 0,02 ммоль/г.
Вміст амінопропільних функціональних груп на поверхні синтезованих ксерогелів
визначали методом зворотнього кислотно-основного титрування, описаного Парішем
[23]. В його основі лежить встановлення кількості протонів, поглинутих
аміногрупою після витримування наважки сорбенту (0,3 г) в надмірі 0,1М р
- Киев+380960830922