Collection of scientific papers “Surface”

Заведующий отделом Тертых Валентин Анатольевич доктор химических наук, профессор   Телефон: + 380 44 422-96-73 Факс: + 380 44 424-35-67 E-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. ; tertykh@voliacable.сom

В отделе работает 11 специалистов, в том числе 1 доктор и 7 кандидатов наук. Сотрудниками подразделения опубликованы 2 книги, отдельные главы в 9 коллективных монографиях, 250 научных статей, получены 39 патентов на изобретения, защищены 1 докторская и 7 кандидатских диссертаций.

Направления исследований

Изучение закономерностей процессов хемосорбции в поверхностном слое дисперсных оксидов, химическое и геометрическое модифицирование твердых тел, в тому числе с применением темплатных и золь-гель методов, разработка методов иммобилизации активных соединений на неорганических матрицах, исследование равновесий адсорбции из растворов. Практическая направленность работ связана с созданием специфических адсорбентов на основе модифицированных оксидов, гетерогенных катализаторов, активных наполнителей полимерных систем, хемо- и биосенсоров, нанокомпозитов.

Основные результаты за последние годы

Осуществлен синтез наночастиц благородных металлов (Pd, Ag, Pt, Au), иммобилизованных на химически модифицированных кремнеземных матрицах с определенными структурными характеристиками и природой поверхности. Разработаны подходы к регулированию размеров иммобилизованных на поверхности наночастиц за счет использования кремнеземов с различным содержанием привитых кремнийгидридних групп, варьированием концентрации ионов соответствующего металла в растворе и путем применения матриц с различными параметрами пористой структуры.

Исследованы адсорбционные характеристики и кинетические свойства комплексообразующих и ионообменных химически модифицированных кремнеземов, полученных с использованием одностадийной реакции Манниха для иммобилизации органических лигандов фенольного типа, закреплением гуанидинсодержащих полимеров, осуществлением окислительной полимеризации анилина и формированием слоя ионена на поверхности частиц кремнеземов непосредственно в момент образования полимера (in situ иммобилизация).

Установлено значительное уменьшение скорости десорбции диклофенака натрия при использовании, как носителей, высокодисперсных химически модифицированных кремнеземов. Установлено, что, варьируя пористую структуру и природу поверхности кремнеземного носителя, и при использовании матрицы на основе хитозана, свойства которого можно изменять путем введения сшивающего реагента, протонирования или депротонирования аминогрупп полимера, удается контролировать степень высвобождения лекарственного вещества в окружающую среду в широких временных рамках.

Методами сшивания адсорбированного биополимера и с использованием ковалентной иммобилизации и золь-гель превращений синтезированы композиты минеральный носитель-хитозан. Показано, что созданные на основе силикагеля, клиноптилолита, сапонита и хитозана органоминеральные композиции обнаруживают лучшие адсорбционные свойства по отношению к металлосодержащим оксоанионам по сравнению с адсорбцией катионов из водных растворов. Путем прививки фосфиновой кислоты по аминогруппам химически модифицированного кремнезема с помощью карбонилдиимидазола получен новый фосфорсодержащие адсорбент, эффективно поглощающий ионы урана(VI) из кислой среды, сорбционное равновесие устанавливается в течение часа, а кинетика сорбции соответствует модели псевдовторого порядка.

Показано, что композиты кремнезема с хитозаном и каррагинаном проявляют относительно высокие значения сорбционной емкости по красителям соответственно анионного и катионного типов, обладают удовлетворительными кинетическими характеристиками, что подтверждает возможность их эффективного использования в процессах очистки технологических растворов.

Исследованы люминесцентные свойства продуктов пиролиза полученных золь-гель методом кремнеземсодержащих композитов с некоторыми органическими прекурсорами.

Показано, что использование для химической модификации поверхности пирогенных кремнеземов смесей полиорганосилоксанов с алкилкарбонатами позволяет осуществлять хемосорбционные процессы уже при относительно умеренных температурах и получать модифицированные кремнеземы с высоким содержанием привитых органических групп. Доказана возможность расщепления силоксановой связи Si-O под действием диметилкарбоната как в органосилоксанах, так и на поверхности кремнезема.

С использованием золь-гель и темплатного методов разработаны методики одностадийного синтеза мезопористых кремнеземов с комплексообразующими и ионообменными (аминными, аммонийными, тиольными, тиомочевинными и фосфоновыми) группами. С применением электронной и атомно-силовой микроскопии изучена морфология полученных материалов, методами колебательной и твердотельной ЯМР спектроскопии установлен состав и строение их поверхности. Изучены сорбционные свойства синтезированных материалов по отношению к ионам некоторых тяжелых и благородных металлов и актиноидов.

Реакцией гидролитической поликонденсации Si(OC₂H₅)₄ с соответствующими функциональными алкоксисиланами в аммиачной среде получены сферические частицы органокремнеземов (средний диаметр 150-300 нм) с различными функциональными (фтор, азот- и серосодержащими) группами в поверхностном слое. С использованием подобного подхода на поверхность магнитных частиц Fe₃O₄ нанесены бифункциональные модифицирующие слои, содержащие группы ≡Si(CH₂)₃)NH₂/≡SiCH₃ и ≡Si(CH₂₃NH₂/≡SiC₃H₇-н.

Установлены основные факторы, влияющие на величину связывания уреазы и холинэстеразы и сохранение их активности при иммобилизации в полисилоксановых матрицах, на поверхности мезопористого кремнезема и функционализованного магнетита. Получены препараты иммобилизованной уреазы с высокой (50-90%) степенью связывания фермента и сохранением активности на уровне 50-70%.

Реакция гидролитической поликонденсации три- и тетраалкоксисиланов использована для формирования сорбционно активных органо-силоксановых слоев на поверхности плоских керамических мембран на основе Al₂O₃.

Сотрудники отдела

Тертых Валентин Анатольевич, доктор химических наук,

главный научный сотрудник, тел.:+38 (044) 4229673;

e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. ; This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Будняк Татьяна Николаевна, кандидат химическиъх наук, младший научный

сотрудник, тел.:+38 (044) 4249468, e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Дударко Оксана Анатольевна, кандидат химических наук, старший научный сотрудник,

тел.:+38 (044) 4229630; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Козакевич Роман Борисович, кандидат химических наук,младший научный сотрудник,

тел.:+38 (044) 4249468; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Коробейник Алина Владимировна, доктор философии Университета в Брайтоне

(Великобритания), научный сотрудник, тел.:+38 (044) 4249468;

e-mail:  This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Кузема Павел Александрович, кандидат химических наук, старший научный

сотрудник, тел.:+38 (044) 4249468; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Мельник Инна Васильевна, кандидат химических наук, старший научный сотрудник,

тел.:+38 044 4229609; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Полищук Лилия Николаевна, кандидат химических наук, младший научный

сотрудник, тел.:+38 (044) 4249468; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Севостьянов Станислав Владимирович, ведущий инженер,

тел.:+38 (044) 4249468; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Столярчук Наталья Владимировна, младший научный сотрудник,

тел.:+38 (044) 4229630; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Томина Вероника Владимировна, младший научный сотрудник,

тел.:+38 (044) 4229609, e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.  

Публикации последних лет

1. P. Kuzema, Y. Bolbukh, A. Lipke, M. Majdan, V. Tertykh, Luminescent sol-gel glasses from silicate-citrate-(thio)ureate precursors // Colloids and Interfaces. – 2019. - V.3, N1. - 11.

2. M. Blachnio, T. Budnyak, A. Derylo-Marczewska, A. Marczewski, V. Tertykh, Chitosan-silica hybrid composites for removal of sulfonated azo dyes from aqueous solutions // Langmuir. – 2018. - V.34, N 6. - P.2258-2273.

3. R. Kozakevych, A. Korobeinyk, Yu. Bolbukh, V. Tertykh, M. Zienkiewicz-Strzałka, A. Deryło Marczewska, L. Mikhalovska, Preparation and characterization of nanocomposite polyvinyl chloride films with NO-generating activity // Applied Nanosci. - 2018 https://doi.org/10.1007/s13204-018-0693-0

4. T. Budnyak, A. Gładysz-Płaska, A. Strizhak, D. Sternik, I. Komarov, M. Majdan, V. Tertykh, Imidazole-2yl-phosphonic acid derivative grafted onto mesoporous silica surface as a novel highly effective sorbent for uranium(VI) ions extraction // ACS Appl. Mater. Interfaces. – 2018. - V. 10, N 7. – P.6681–6693.

5. A. Vasin, D. Kysil, L. Lajaunie, G. Rudko, V.S. Lysenko, S. Sevostyanov, V. Tertykh, Yu. Piryatinski, M. Cannas, L. Vaccaro, R. Arenal, A. Nazarov, Multiband light emission and nanoscale chemical analyses of carbonized fumed silica // J. Appl. Phys. – 2018. - V. 124, N10. – 105108 (p.1-12).

6. I. Protsak, I.M. Henderson, V. Tertykh, Wen Dong, Zi-Chun Le, Cleavage of organosiloxanes with dimethyl carbonate: a mild approach to graft-to-surface modification // Langmuir. – 2018, V.34, N33, P.9719-9730

7. Yu.S. Fetisova, O.A. Dudarko, M. Bauman, A. Lobnik, V.V. Sliesarenko, Adsorption of lead(II), cadmium(II) and dysprosium(III) from aqueous solutions using mesoporous silica modified with phosphonic acid groups // J. Sol-Gel Sci. Technol. – 2018. – V.88, N1. – P.66-76.

8. N.V. Stolyarchuk, H. Kolev, M. Kanuchova, R. Keller, M. Vaclavikova, I.V. Melnyk, Synthesis and sorption properties of bridged polysilsesquioxane microparticles containing 3 mercaptopropyl groups in the surface layer // Colloids Surf. A. – 2018. - V.538, P. 694-702.

9. I.V. Melnyk, R,P. Pogorilyi, Yu.L. Zub, M. Václavíková, K. Gdula, A. Dąbrowski, G.A. Seisenbaeva, V.G. Kessler, Protection of thiol groups on the surface of magnetic adsorbents and their application for wastewater treatment // Sci. Rep. – 2018. - V. 8. – Article number 8592.

10. O. Dudarko, S. Barany, Synthesis and characterization of sulfur-containing hybrid materials based on sodium silicate // RSC Advances. – 2018. - V.8, N65. – P.37441–37450.

11. D. Kołodyńska, T.M. Budnyak, Z. Hubicki, V.А. Tertykh, Sol-gel derived organic-inorganic hybrid ceramic materials for heavy metal removal, Chapter 9 in book: Sol-gel Based Nanoceramic Materials: Preparation, Properties and Applications, Mishra A.K. (ed.), Springer: Cham, Switzerland, 2017, P. 253–274.

12. I.S. Protsak, V.A. Tertykh, E.M. Pakhlov, A. Derylo-Marczewska, Modification of fumed silica surface with mixtures of polyorganosiloxanes and dialkyl carbonates // Prog. Org. Coat. – 2017. - V.106. - P.163–169.

13. V.V. Tomina, I.V. Melnyk, Yu.L. Zub, A. Kareiva, M. Vaclavikova, G.A. Seisenbaeva, V.G. Kessler, Tailoring bifunctional hybrid organic–inorganic nanoadsorbents by the choice of functional layer composition probed by adsorption of Cu2+ ions // Beilstein J. Nanotechnol. – 2017. - V.8, P.334–347.

14. V.V. Tomina, N.V. Stolyarchuk, I.V. Melnyk, Yu.L. Zub, T.F. Kouznetsova, V.G. Prozorovich, A.I. Ivanets, Composite sorbents based on porous ceramic substrate and hybrid amino- and mercapto-silica materials for Ni(II) and Pb(II) ions removal // Sep. Purif. Technol. – 2017. - V.175. - P.391-398.

15. S.S. Kotsyuda, V.V. Tomina, Yu.L. Zub, I.M. Furtat, A.P. Lebed, M. Vaclavikova, I.V. Melnyk, Bifunctional silica nanospheres with 3-aminopropyl and phenyl groups. Synthesis approach and prospects of their applications // Appl. Surf. Sci. – 2017. - V. 420. - P. 782–791.

16. T.M. Budnyak, A.V. Strizhak, A. Gładysz-Płaska, D. Sternik, I.V. Komarov, D. Kołodyńska, M. Majdan, V.А. Tertykh, Silica with immobilized phosphinic acid-derivative for uranium extraction // J. Hazard. Mater. – 2016. – V.314. – P. 326–340.

17. A.D. Dadashev, V.А.Tertykh, E.S. Yanovska, K.V. Yanova, New approach to synthesis of silica with chemically bound guanidine hydrochloride for preconcentration of metal ions // Am. J. Analyt. Chem. – 2016. - V.7, N5. - P. 411-420.

18. I.V. Melnyk, K. Gdula, A. Dąbrowski, Y.L. Zub. Magneto-sensitive adsorbents modified by functional nitrogen-containing groups // Nanoscale Res. Lett. – 2016. – V.11 – P.61.

19. R.P. Pogorilyi, I.V. Melnyk, Y.L. Zub, G.A. Seisenbaeva, V.G.Kessler. Enzyme immobilization on a nanoadsorbent for improved stability against heavy metal poisoning // Colloids Surf. B. – 2016. – V.144. – P.135-142.