У відділі працює 11 спеціалістів, серед них 2 доктори та 7 кандидатів наук. Співробітниками підрозділу опубліковано 3 книги, окремі глави в 12 колективних монографіях, 330 наукових статей, отримано 40 патентів на винаходи, захищено 2 докторські та 7 кандидатських дисертацій.

Напрямки досліджень

Вивчення закономірностей процесів хемосорбції у поверхневому прошарку дисперсних оксидів, хімічне та геометричне модифікування твердих тіл, в тому числі із застосуванням темплатних і золь-гель методів, розробка методів іммобілізації активних сполук на неорганічних матрицях, дослідження рівноваг адсорбції із розчинів. Практична направленість робіт пов’язана із розробкою специфічних адсорбентів на основі модифікованих оксидів, гетерогенних каталізаторів, активних наповнювачів полімерних систем, хемо- та біосенсорів, нанокомпозитів.

Основні результати за останні роки

Здійснено синтез наночастинок благородних металів (Pd, Ag, Pt, Au), іммобілізованих на хімічно модифікованих кремнеземних матрицях з визначеними структурними характеристиками і природою поверхні. Розроблено підходи до регулювання розмірів іммобілізованих на поверхні наночастинок за рахунок використання кремнеземів з різним вмістом прищеплених кремнійгідридних груп, варіюванням концентрації йонів відповідного металу в розчині та шляхом застосування матриць з різними параметрами пористої структури. Встановлено, що модифікування у реакторі з псевдорозрідженим шаром забезпечує одержання наноматеріалів з високим вмістом гідридсилільних груп за відсутності каталізаторів та з мінімальним впливом на морфологію агрегатів пірогенного кремнезему.

Досліджено адсорбційні характеристики і кінетичні властивості комплексотвірних та йонообмінних хімічно модифікованих кремнеземів, одержаних з використанням одностадійної реакції Манніха для іммобілізації органічних лігандів фенольного типу, закріпленням гуанідинвмісних полімерів, здійсненням окиснювальної полімеризації аніліну і формуванням шару йонену на поверхні частинок кремнеземів безпосередньо в момент утворення полімеру (in situ іммобілізація).

Встановлено значне зменшення швидкості десорбції диклофенаку натрію при використанні, як носіїв, високодисперсних хімічно модифікованих кремнеземів. Встановлено, що варіюючи пористу структуру і природу поверхні кремнеземного носія та при використанні матриці на основі хітозану, властивості якого можна змінювати шляхом введення зшиваючого реагенту, протонування чи депротонування аміногруп полімеру, вдається контролювати ступінь вивільнення лікарської речовини в оточуюче середовище в широких часових межах. Створено дисперсні композити на основі вихідної і модифікованих форм пірогенного кремнезему та орнідазолу, що характеризуються різним ступенем вивільнення активної речовини.

Методами зшивання адсорбованого біополімеру та з використанням ковалентної іммобілізації і золь-гель перетворень синтезовано композити мінеральний носій-хітозан. Показано, що створені на основі силікагелю, кліноптілоліту, сапоніту і хітозану органомінеральні композиції виявляють кращі адсорбційні властивості щодо металовмісних оксоаніонів порівняно із адсорбцією катіонів з водних розчинів. Шляхом прищеплення фосфінової кислоти по аміногрупам хімічно модифікованого кремнезема за допомогою карбонілдіімідазолу одержано новий фосфоровмісний адсорбент, що ефективно поглинає йони урану(VI) з кислого середовища, сорбційна рівновага встановлюється протягом часу, а кінетика сорбції відповідає моделі псевдодругого порядку.

Показано, що композити кремнезема з хітозаном і каррагінаном виявляють відносно високі значення сорбційної ємності щодо барвників відповідно аніонного і катіонного типів, володіють задовільними кінетичними характеристиками, що підтверджує можливість їх ефективного застосування у процесах очистки технологічних розчинів.

Досліджено люмінесцентні властивості продуктів піролізу одержаних золь-гель методом кремнеземвмісних композитів з деякими органічними прекурсорами.

Показано, що використання для хімічної модифікації поверхні пірогенних кремнеземів сумішей поліорганосилоксанів з алкілкарбонатами дозволяє здійснювати хемосорбційні процеси вже при відносно помірних температурах і одержувати модифіковані кремнеземи з високим вмістом прищеплених органічних груп. Доведено можливість розщеплення силоксанового зв’язку Si-O під дією диметилкарбонату як у органосилоксані, так і на поверхні кремнезему.

З використанням золь-гель та темплатного методів розроблено методики одностадійного синтезу мезопоруватих кремнеземів з комплексотвірними та йонообмінними (амінними, амонійними, тіольними, тіосечовинними і фосфоновими) групами. Із застосуванням електронної та атомно-силової мікроскопії вивчено морфологію одержаних матеріалів, методами коливальної та твердотільної ЯМР спектроскопії встановлено склад і будову їх поверхні. Вивчено сорбційні властивості синтезованих матеріалів щодо йонів деяких важких і благородних металів та актиноїдів.

Реакцією гідролітичної співконденсації Si(OC₂H₅)₄ з відповідними функціональними алкоксисиланами в аміачному середовищі одержано сферичні частинки органокремнеземів (середній діаметр 150-300 нм) з різними функціональними (фтор-, азот- та сірковмісними) групами в поверхневому шарі. З використанням подібного підходу на поверхню магнітних частинок Fe₃O₄ нанесено біфункціональні модифікуючі шари, що містять групи ≡Si(CH₂)₃NH₂/≡SiCH₃ та ≡Si(CH₂)₃NH₂/≡SiC₃H₇-н. Створено нанокомпозити з магнітним ядром та оболонкою із одержаного темплатним методом мезопористого кремнезему з аміно- і меркаптопропільними групами. Синтезовані композити мають високу сорбційну ємність до йонів срібла, свинцю та міді. Встановлено, що включення церію в структуру однорідномезопористих кремнеземів з кислотними функціональними групами підвищує ефективність таких матеріалів в процесах дегідратації етанолу.

Встановлено основні чинники, що впливають на величину зв’язування уреази та холінестерази і збереження їх активності при іммобілізації в полісилоксанових матрицях, на поверхні мезопоруватого кремнезему і функціоналізованого магнетиту. Одержано препарати іммобілізованої уреази з високим (50-90%) ступенем зв’язування ферменту та збереженням його активності на рівні 50-70%.

Реакцію гідролітичної поліконденсації три- і тетраалкоксисиланів використано для формування сорбційно активних органосилоксанових шарів на поверхні плоских керамічних мембран на основі Al₂O₃.З використанням міцелярних темплатів та методу Штобера одержано моно- та біфункціональні полісилоксанові матеріали з комплексотвірними групами та вивчено чинники, що впливають на їх структурно-адсорбційні характеристики. Одержані гібридні органо-неорганічні матеріали перспективні як високоємні сорбенти в складі поверхневого шару керамічних мембран.

Співробітники відділу

Тьортих Валентин Анатолійович, доктор хімічних наук,

головний науковий співробітник, тел.:+380 44 4229673;

e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. ; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Будняк Тетяна Миколаївна, кандидат хімічних наук, науковий співробітник,

тел.:+380 44 4249468, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Дударко Оксана Анатоліївна, кандидат хімічних наук, старший науковий співробітник,

тел.:+38 (044) 4229630; e-mail:  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Козакевич Роман Борисович, кандидат хімічних наук, старший науковий співробітник,

тел.:+380 44 4249468; e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Коробейник Аліна Володимирівна, доктор філософії Університету в Брайтоні

(Велика Британія), науковий співробітник, тел.:+380 44 4249468;

e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Мельник Інна Василівна, доктор хімічних наук, старший науковий

співробітник, тел.:+38 (044) 4229609;

e-mail:   Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Михаловський Сергій Вікторович, кандидат хімічних наук, професор (Університет в Брайтоні),

провідний науковий співробітник, тел.:+38 (044) 2882173; e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Поліщук Лілія Миколаївна, кандидат хімічних наук, молодший науковий

співробітник, тел.:+380 44 4249468; e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Столярчук Наталія Володимирівна, молодший науковий співробітник,

тел.:+38 (044) 4229630; e-mail:  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Севостьянов Станіслав Володимирович, молодший науковий співробітник, тел.:+380 44 4249468;

e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Томіна Вероніка Володимирівна, молодший науковий співробітник,

тел.:+38 (044) 4229609, e-mail:  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Публікації останніх років

1. О. Dudarko, N. Kobylinska, B. Mishra, V.G. Kessler, B.P.Tripathi, G.A. Seisenbaeva, Facile strategies for synthesis of functionalized mesoporous silicas for the removal of rare-earth elements and heavy metals from aqueous systems // Micropor. Mesopor. Mat. – 2021. - V.315. - 110919.

2. P. Kuzema, Yu. Bolbukh, V. Tertykh, Fluorination of silylated nanosilicas using c-C4F8 radiofrequency plasma // Appl. Nanosci. - 2020. – V.10, N8. – P. 2495-2510.

3. I.V. Melnyk, V.V. Tomina, N.V. Stolyarchuk, O.V. Bespalko, M. Vaclavikova, Functionalization of the magnetite nanoparticles with polysilsesquioxane bearing N- and S-complexing groups to create solid phase adsorbents // Appl. Nanosci. - 2020. – V.10, N8. – P. 2813-2825.

4. T. Budnyak, M. Blachnio, A. Slabon, A. Jaworski, V. Tertykh, A. Derylo-Marczewska, A. Marczewski, Chitosan coated silica as effective and sustainable material for Acid Orange 8 dye capturing: effect of temperature in adsorption equilibrium and kinetics // J. Phys. Chem., C. - 2020. - V.124, N28. - P. 15312–15323.

5. E. Arkhangelsky, V. Inglezakis, V. Gitis, A.V. Korobeinyk, Nanoparticles as a powerful tool for membrane pore size determination and mercury removal, Chapter 3 in book: “Nanotechnology in Water and Wastewater Treatment. Theory and Applications”, A. Ahsan, A.F. Ismail (eds.), Elsevier, Amsterdam, Netherlands, 2019. - P. 63-86. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-813902-8.00003-4

6. 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.

7. R. Kozakevych, A. Korobeinyk, Yu. Bolbukh, V. Tertykh, L. Mikhalovska, M. Zienkiewicz-Strzałka, A. Deryło-Marczewska, Preparation and characterization of nanocomposite polyvinyl chloride films with NO-generating activity // Appl. Nanosci. – 2019. - V.9, N5. - P. 801-808.

8. I.V. Melnyk, M. Vaclavikova, G.A. Seisenbaeva, V.G. Kessler (eds.), Biocompatible Hybrid Oxide Nanoparticles for Human Health: From Synthesis to Applications, Elsevier, Amsterdam, 2019, 288 p. ISBN 978-0-12-815875-3 https://doi.org/10.1016/C2017-0-02516-8

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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. – 8592.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. 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. - Р. 391-398.

19. 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. – Р. 326–340.

20. 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. - Р. 411-420.