Функциональные группы поверхности оксидов

Функциональные группы поверхности оксидов [c.79]

В ходе этого исследования выяснилось, что при взаимодействии угля с кислородом в зависимости от условий образуются поверхностные оксиды щелочного или кислотного характера. Как показал М. М. Дубинин, щелочной и кислотный оксиды обычно присутствуют на поверхности угля одновременно и притом в зависимости от условий приготовления, то в тех, то в других пропорциях. Следовательно, то вещество, которое мы называем активированным углем, в действительности является рядом твердых веществ —бифункциональных оксидов Шилова, отличающихся друг от друга соотношением кислотных и функциональных групп. [c.51]

Адгезия, или прилипание тел друг к другу, — одно из сложнейших явлений. Для ее объяснения существует довольно много различных теоретических подходов, но ни один из них самостоятельно полностью не решает всех проблем адгезии. С химической точки зрения адгезию можно объяснить химическими взаимодействиями между телами различной природы. Химические связи легко образуются на поверхности пластмасс, которые всегда содержат активные функциональные группы, способные химически взаимодействовать с металлами или с покрывающими поверхность металлов оксидами. Молекулярная теория объясняет явление адгезии проявлением на межфазной поверхности межмолекулярных сил, взаимодействием типа ион — диполь или образованием водородных связей. Этим, например, объясняют слипание при высыхании мокрых травленых пленок полиэтилена. Электрическая теория полагает, что при контакте двух тел образуется двойной электрический слой, препятствующий раздвижению тел [c.38]

Таким образом, оксиды могут оказывать разнообразное воздействие на процессы вулканизации полярными непредельными (Соединениями. Причиной его может быть и простая адсорбция непредельного соединения, и более сложные эффекты, связанные с химическим взаимодействием непредельного соединения и поверхности, а также с вторичными реакциями по функциональным группам непредельного соединения, катализируемыми поверхностью. [c.126]

В качестве легирующих добавок используют 8п, Ке, Ое, Т1, 2г и другие металлы [21, 174], которые, образуя сплавы с гидрирующими металлами, замедляют процесс сульфидирования, стабилизируют дисперсность и могут изменять электронное состояние системы. Метод модифицирования носителя заключается в создании на поверхности электроноакцепторных функциональных групп, способных взаимодействовать с атомами металла и препятствовать передаче электронной плотности на атом серы адсорбированного контактного яда. В качестве таких электроноакцепторных групп могут выступать кислотные ОН-группы А Оз. Причем их акцепторную способность можно увеличить введением в оксид алюминия 0,10—15% 5102 или ионов галогена [21]. [c.72]

Функциональные группы (карбоксильные, аминные и др.) инициаторов обеспечивают прививку полимера на поверхность наполнителей (металлы, и их оксиды и гидроксиды, соединения 8, Н, С, 81, В, С1, соли разных кислот в виде порошков, волокон, пленок, листов и т. д.) с расположенными на ней гидроксильными группами [яп. заявка 53—129,53—428]. [c.224]

Изменение рЙ среды, приводящее к уменьшению плотности заряда поверхности, уменьшает экранирование активных центров поверхности. В области pH, где происходит перезарядка поверхности оксида, электростатическое отталкивание ионов ПАВ от поверхности адсорбента исчезает. Осцилляция адсорбированных ионов, однако, сохраняется вследствие гидратации заряженной ионной функциональной группы иона ПАВ, и радиус осцилляции становится почти равным длине органического иона. [c.134]

Гидроксид железа имеет значительные основные свойства, что обусловливает положительный заряд его поверхности в растворе вплоть до нейтральной области pH. Особенно заметно сказывается влияние pH среды на знак и величину заряда поверхности амфотерных оксидов. Напри. 1ер, оксид алю.миния в кислой среде имеет положительно заряженную поверхность, а в щелочной среде она заряжена отрицательно. Подобным об разом возникает двойной электрический слой и на поверхност между водой и органическими электролитами, которые могут быть кислотами (органические кислоты), основаниями (амины, четвертичные аммониевые основания) или иметь те и другие функциональные группы (амфолиты). [c.77]

Хотя известно, что адсорбция аминов на оксиде алюминия невелика [28], а прочность связи аминогрупп с окисленным алюминием мала [29], видимо, процесс вытеснения аминов функциональными группами полимера с поверхности субстрата не успевает пройти из-за высокой скорости отверждения полимера, подобно тому, что отмечено для модификации алюминия ПАВ [30]. [c.171]

На практике в большинстве случаев в качестве носителей для химического модифицирования используются неорганические оксиды или металлы, поверхность которых в результате взаимодействия с активными компонентами атмосферы (кислород, водяной пар) покрыта оксидной пленкой. На поверхности оксидов имеются кислородсодержащие (чаще всего гидроксильные) группы, связанные с атомами остова носителя, это так называемые структурные функциональные группы. Не менее 80 % всех работ по химическому модифицированию выполнено с применением кремнеземных носителей, что обусловлено мягкостью поверхностных гидроксилов — силанолов — и доступностью и широким выбором выпускаемых промышленностью кремнеземов. [c.15]

Эффект обработки коронным разрядом сводится к следующему. Электроны после эмиссии получают в электрическом поле ускорение и отдают свою энергию на поверхности полимера. При этом происходит разрыв макромолекулярных цепей. В результате образования свободных радикалов и их взаимодействия с другими продуктами разряда, такими, как озон, оксид азота и вода, образуются пероксиды, озониды, кетоны, альдегиды, карбоновые кислоты и т. д. Функциональные группы образующихся соединений участвуют в формировании адгезионных связей между пленками. [c.189]

Угли, содержащие на поверхности кислые поверхностные оксиды, также проявляют высокую активность в ионном обмене [30]. Из разбавленных растворов солей они поглощают катионы примерно в следующей последовательности ЫН4 < Ыа < <НЬ+<Сз+<Мд + < С(1 +, Мп +<8г +<Са +, 2п +, Ре +< <ЫР+, АР+<У + Сг +<Ве +<Си +<Ре"+. В работе [41] предполагалось, что процесс сорбции катионов обусловлен реакцией карбоксильных групп на поверхности окисленного угля. В более поздних исследованиях (см. раздел 1.3) было показано, что окисленные углеродные материалы содержат различные функциональные группировки. При этом далеко не весь связанный кислород входит в состав групп, способных обменивать водород. Для объяснения адсорбции катионов из разбавленных растворов следует учитывать возникновение большого отрицательного скачка потенциала при образовании поверхностных оксидов (рис. 23, в) [42]. У отрицательно заряженной поверхности окисленного угля может находиться определенное количество ионов водорода, образующих наружную обкладку двойного электрического слоя. [c.64]

Активные угли представляют собой неспецифические адсорбенты с сильно развитой пористой структурой, образованной главным образом макро- и мезопорами различного диаметра [41]. Большая удельная поверхность (800—1000 м /г) обусловливает высокую адсорбционную емкость. Активный уголь применяется прежде всего для разделения и очистки газов, очистки питьевой воды и в качестве носителя катализаторов. Его получают пиролизом различных углеродсодержащих материалов, например дерева, торфа, бурого угля, фенолформальдегид-ных смол и т. д. [15, 42]. В зависимости от типа ис.ходного материала и методики его обработки различные сорта активного угля содержат различного рода загрязнения (золу, серу и азот). На адсорбирующей поверхности угля имеются следы неорганических оксидов, а также функциональные кислородсодержащие группы. [c.310]

В процессе пленкообразования из раствора или расплава в результате физической сорбции и хемосорбции макромолекул на активных центрах поверхности подложки формируется межфазная граница пленка - металл. При этом по сравнению с объемом пленки возникает некоторое дополнительное исло полярных групп (ионных, ковалентных и более слабых дипольных связей), повышающих интегральную полярность покрытия. Значительное увеличение адгезии к металлу при окислении полиэтиленовых покрытий обусловлено диполь-ион-ным взаимодействием образующихся карбонильных и гидроксильных групп полимера с ионами оксида металла. Вместе с тем граничные слои полимера или переходная композиционная зона могут отличаться от основного объема концентрацией отдельных компонентов системы или примесей и, следовательно, типом диполей, их удельной концентрацией и взаимным расположением. Поскольку толщина (протяженность) переходной зоны способна достигать нескольких микрометров, ее вклад в полярность пленки может быть существенен. Изменение полярности пленки за счет адгезионных взаимодействий и структурообразования в переходной зоне зависит от природы и функционального состава как пленкообразователя, так и поверхности металла, способа подготовки поверхности и условий формирования. [c.119]

Синтез на поверхности элемент-кислородных слоев, рассмотренный в работах 5.1 и 5.2, основывался на гидроксилхлорид-ном цикле реакций молекулярного наслаивания. Получение углерода — простого вещества — на поверхности оксида кремния связано с проведением метилхлоридного цикла реакций, в результате которых в синтезируемом слое образуются углерод-углеродные связи. Поэтому на поверхности оксидной матрицы необходимо изменить химический состав функциональных групп — заместить гидроксильные группы, например, на ме-тильные. [c.102]

При использовании в качестве электродов оксидов мстачлов (оксиды олова [139—143], титана [144, 145], кремния [1461, платины [147, 148]) функциональные группы вводят с помощью различных органосиланов, которые далее взаимодействуют с необходимыми реагентами. Силанизация может быть использована для иммобилизации иа поверхиости электрода широкою ряда электрохимически активных групп. Для связывания активных групп с поверхностью можно использовать другие реагенты, например цианурхлорид. [c.189]

Более распространены и изучены кислотные кислородсодержащие поверхностные группы. Исследование адсорбции фенола, анилина и /г-нитроанилина на образцах ацетиленовой сажи и активного угля КАД с различным содержанием поверхностных функциональных групп показало, что поверхностные кис лородсодержащие группы угля и сажи существенно не участ вуют во взаимодействии молекул ароматических производных с поверхностью углеродных адсорбентов [1]. Аналогичные результаты получены М. М. Дубининым и Е. Д. Завериной [2], которые показали, что кислотные оксиды на поверхности активного угля не оказывают влияния на физическую адсорбцию неполярных органических веществ из паровой фазы. Специфическое взаимодействие поверхности угля с органическими ве-щестнами наблюдалось только в присутствии карбонильных групп на поверхности угля и при возникновении донорно-ак-цепторных комплексов [3]. [c.75]

Сила адсорбции зависит от природы адсорбента и функциональных групп, находящихся в молекуле образца. Для разделения нефтей и нефтепродуктов используют в основном полярные адсорбенты, такие, как силикагель и оксид алюминия. Широкие пределы сил межмолекулярных взаимодействий различных функциональных гр тш е поверхностью полярш.и. адсорбентов приводят к чрезвычайно широкой области энергии адсорбции для различных типов молекул (табл. 1). Например, алкильные группы адсорбируются слабо, так как взаимодействие их с поверхностью адсорбента осуществляется только дисперсионными сипами [1, 8]. Спирты адсорбируются гораздо сильнее за счет индукционных сил и водородных связей [9]. Обычно различные классы соединений десорбируются с полярньгх адсорбентов в следующем порядке [3, 10] насыщенные углеводороды (небольшой. % ) < олеф1Шы < ароматические углеводороды органические галогениды< сульфиды < простьге эфиры < сложные эфиры альдегиды кетоны < спирты < амины < сульфоны < сульфок сиды < амида < карбоновые кислоты (большой к ). [c.13]

Модифицированные адсорбенты. Одним из перспективных направлений изменения и целенаправленного регулирования сорбционных характеристик промышленных адсорбентов является химическое модифицирование их иоверхности. Часто, учитывая наличие гидроксильного покрова на поверхности силикагелей, активного оксида алюминия, цеолитов, в основе ука-занногр процесса лежат химические реакции гидроксильных групп на поверхности твердофазной пористой матрицы (по механизму электрофильного или нуклеофильного замещения) с подводимыми к ним реагентами-модификаторами. Замещение гидроксилов или протона в гидроксилах на другие функциональные группы (аминные, сульфидные, фосфор-, ванадий-, хром-, титансодержащие и др.) позволяет в широких пределах регулировать активность сорбента ио отношению к разным адсорбатам, создавать адсорбенты с избирательными характеристиками и с новыми свойствами. Среди новых методов модифицирования одним из наиболее иерсцективных является метод молекулярного наслаивания, обеспечивающий поатомную химическую сборку на иоверхности твердого тела мономо-лекулярных и многослойных поверхностных наноструктур. Разработано аппаратурное оформление процесса молекулярного наслаивания в установках проточного типа и при пониженном давлении. [c.262]

Оеобьгй и достаточно распространенный случай взаимодействия полярных адсорбентов с молекулами газов, паров и жидкостей — образорание водородных связей. Такие связи возникают, например, на гидроксидированной поверхности силикагелей, оксидов и гидроксидов металлов (железа, алюминия, титана, хрома), на природных алюмосиликатах. Наряду с поверхностными гидроксильными группами, на сорбентах органической природы существуют и другие функциональные группы содержащие атомы с неподеленными. парами электронов, обычно карбоксильные,. а минные, возможно, карбонильные группы и ряд других Такие функциональные группы в относительно небольшом количестве существуют и на поверхности многих неполярных адсорбентов, в том числе и на поверхности стенок пор активных углей. Энергия Н-связи в 2—4 раза превышает энергию дисперсионного взаимодействия адсорбированных молекул с поверхностью, и поэтому адсорбция молекул, возникающая за счет водородной связи, преобладает над адсорбцией молекул, адсорбирующихся только под воздействием дисперсионных сил. Следовательно, на а 1С0рбенте, поверхность которого содержит доста- У точное количество функциональных групп, способных образовывать водородные связи, т. е. на гидрофильном адсорбенте, из водных растворов преимущественно будут сорбироваться молекулы воды, тем более, что и их концентрация в растворе и у поверхности раздела фаз во много раз превышает концентрацию Других компонентов раствора. В водных растворах образование водородных связей между молекулами растворенного вещества и воды дает наиболее значительный вклад в энергию сольватации, противодействующую концентрированию молекул растворенных веществ у поверхности раздела фаз наряду с энергией диполь-дипольного и иои-дипольного взаимодействия в растворе. [c.25]

Таким образом, следует считать, что шероховатость является необходимым, но недостаточным условием получения высокой адгезии металлического покрытия к пластмассе. Надо учитывать влияние на адгезию следующих факторов прочности самой пластмассы, так как разрушение обычно происходит в поверхностном слое пластмассы наличия благоприятных функциональных групп на поверхности присутствия различных промоторов адгезии неорганических, например соединений хрома, и органических, таких, как полярные низкомолекулярные соединения. Кроме того, на адгезию со временем могут оказать отрицательное влияние некоторые вещества, которые, диффундируя к промежуточному слою из глубины пластмассы, разрушают или ослабляют его (например, оксиды азота, если пластмассу травили в азотной кислоте). Существенное влияние имеют природа и условия осаждения металлического покрытия. Благородные металлы (Аи, Ад) образуют слабо связанные с пластмассой покрытия. Медь и никель при больших скоростях осаждения дают прочные сцепления, а при малых — слабо связанные осадки. В итоге можно сказать, что адгезионные и другие физико-мехакическпе свойства металлизированных пластмасс как композицпонного материала зависят от структуры и свойств промежуточного слоя, который играет роль связки. Рен- [c.18]

Модаф111.. фование углеродных материалов. Химическое модифицировэг ние углерода (иногда в литературе используется неправильный термин — модификация) осуществляется путем химических реакций с участием поверхностных групп. Специфика углеродных материалов (УМ), в отличие от оксидных, состоит в богатом разнообразии поверхностных групп. И если под химическим модифицированием поверхности оксидов обычно подразумевают изменение их функционального покрова под действием различных реагентов, то для УМ химическим модифицированием следует считать изменение их функционального покрова как под действием реагентов, так и в результате термической обработки. [c.119]

Закрепление комплексообразующих групп на поверхности минеральных оксидов обычно осуществляется неравномерно в объеме частиц. Неоднородность распределения функциональных групп приводит к совместному взаимодействию с координируемым ионом металла. Это выражается в образовании поверхностных комплексов хелатоподобного строения, то есть к образованию циклических структур, или координации иогюв металлов по нескольким группам. Классическим примером является использование комплексообразующих свойств силикагеля с привитыми амигюпропильными группами. Образованию хелатных структур способствует пористая структура сорбентов и островковый характер их распределения на поверхности. [c.357]

Энантиоселективность хиральных сорбентов, получаемых гетерогенизацией мономерных или полимерных молекул на поверхности оксидов, должны обеспечивать как минимум трехточечное взаимодействие привитых хиральных лигандов или фрагментов полимерной цепи с оптически активным субстратом согласно известному принципу Далглиша [272]. К числу таких взаимодействий относят донорно-акцепторные, водородные, стерические и др., поэтому прививаемые хиральные молекулы имеют сложное строение с несколькими функциональными группами различной природы. Эффективность действия хиральных сорбентов определяется разницей в энергии образования диастереомерных комплексов субстрат — лиганд. Помимо правильного выбора хиральных лигандов важное значение имеет способ получения хиральных сорбентов. Их синтез достаточно трудоемок и требует применения дорогостоящих реагентов по следующим причинам а) необходимость сохранения хиральной конфигурации прививаемых лигандов б) сохранение после прививки реакционной способности функциональных групп, обеспечивающих [c.440]

В последние годы все большее внимание уделяют закреплению сложных, но более специфичных органических молекул на поверхности чувствительных элементов. Особенный интерес для модифицирования в этом случае представляют контакты затвора полевых транзисторов (FET, field-effe t transistor или ПТ-транзисторов), изготовленные из металлов или оксидов, нитридов, силицидов металлов. Взаимодействие селективных функциональных групп на поверхности затвора ПТ с определяемым компонентом в растворе вызывает его адсорбцию и приводит к изменению напряженности и (или) конфигурации электрического поля на поверхности затвора [c.470]

Эффективным вулканизующим веществом является и акриловая кислота, если используется в смеси с оксидом цинка. Этот эффект вначале был приписан образованию цинковой соли и увеличению вследствие этого функциональности непредельного соединения [56]. Однако затем было найдено, что в присутствии оксидов металлов и минеральных наполнителей возрастают эффективность вулканизации и прочностные свойства резин также и с солями метакриловой кислоты [25, с. 118] и другими непредельными соединениями, химические реакции которых с наполнителями маловероятны. Очевидно, между поверхностью наполнителя и полярными группами непредельных соединений возникает взаимодействие сорбционного характера. [c.259]

Приведенные методы, в принципе, могут также быть использованы и для активирования других минеральных носителей. В самом деле, кремнийорганические модификаторы (по крайней мере, полифункциональные) реагируют с поверхностью подавляющего числа минеральных носителей. Кроме того, поверхность соответствующего носителя всегда может быть покрыта тонким слоем оксида кремния (путем обработки носителя, например, тетраэтоксисиланом с последующим гидролизом этоксисилильных групп). Наконец, носитель может быть промодифицирован соединением, содержащим некремниевую якорную группировку. Среди последних можно отметить фосфорорганические соединения, такие как фосфоновые и фос-финовые кислоты и их производные, например, эфиры. Подобные модификаторы хорошо взаимодействуют с оксидами алюминия, титана, циркония, тантала и др. Химия этих соединений хорошо изучена, и синтез соответствующих функциональных производных обычно сложностей не вызывает. [c.118]

В подавляющем большинстве случаев в адсорбционной хроматографии в качестве сорбента используют силикс1гель, который обладает совокупностью различных по своей природе силанольных и силоксановых групп. Популярность силикагеля связана с доступностью разнообразных по геометрической структуре образцов, высокой технологичностью их получения, относительно низкой себестоимостью и высокой селективностью при групповом разделении углеводородов, а также при разделении изомеров замещенных ароматических углеводородов. Последнее свойство широко используется при анализе группового состава различных фракций перегонки нефти и топлив. К числу существенных недостатков силикагеля можно отнести сильную адсорбцию на силикагеле ряда аминов и недосточно высокую гидролитическую устойчивость. Указанные недостатки менее характерны для оксидов алюминия и циркония, которые, в свою очередь, обладают высокой реакционной способностью по отношению к основаниям Льюиса, таких, как органические кислоты, фосфаты, фториды, что также ограничивает их применения. Общим недостатком использования всех минеральных оксидов в качестве сорбентов для адсорбционной хроматографии является высокая чувствительность к присутствию следов воды в элюентах на основе органических растворителей. Как правило, разделение на немодифицированных неорганических оксидах проводят в нормально-фазном или прямофазном вариантах, что на практике соответствует использованию полярного сорбента и неполярного элюента. Даже небольшие содержания воды в элюентах в этом варианте существенно изменяют селективность разделения и приводят к ухудшению воспроизводимости. Менее чувствительными к влаге являются силикагели, химически модифицированные полярными органическими молекулами с функциональными амино-, нитро, амидными или нитрильными группами. Однако при закреплении органических молекул на поверхности сорбента для хроматографии возникает вопрос о возможности разделений по механизму распределительной хроматографии. [c.365]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология