Кинетика роста наночастиц серы при их осаждении из водных растворов полисульфида кальция

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Растворы полисульфида кальция, приготовленные из механоактивированной серы, использованы для химического осаждения наночастиц серы (наносера) в водной среде и на разные подложки. Осажденные наночастицы были охарактеризованы с помощью лазерного анализатора размера частиц, рентгеновской дифракции, оптической микроскопии, инфракрасной и ультрафиолетовой спектрометрии. Установлено, что из полисульфида кальция в водной среде синтезируется орторомбическая фаза наносеры сферической морфологии со средним размером 20 нм, которая укрупняется со временем до микронных размеров со скоростью, которая увеличивается с ростом температуры. Впервые установлены кинетические закономерности роста наносеры. Обнаружено, что при осаждении на стеклянную подложку раствора полисульфида кальция наблюдается равномерное распределение наносеры в виде капель со средним размером 2 мкм, которые по мере высыхания преобразуются в кристаллы. Пропускание углекислого газа через раствор полисульфида кальция приводит к со-осаждению нанокомпозита серы с карбонатом кальция в фазах кальцита и витерита. При обработке пористой поверхности газобетона наносерой образуется устойчивое покрытие из гидрофобной серы, которая препятствует проникновению воды вглубь материала.

About the authors

И. А. Массалимов

Уфимский университет науки и технологий

Author for correspondence.
Email: ismail_mass@mail.ru
Russian Federation, Уфа

Б. С. Ахметшин

Уфимский университет науки и технологий

Email: ismail_mass@mail.ru
Russian Federation, Уфа

Б. И. Массалимов

Физический институт имени П.Н. Лебедева

Email: ismail_mass@mail.ru
Russian Federation, Москва

Ф. Х. Уракаев

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН

Email: urakaev@igm.nsc.ru
Russian Federation, Новосибирск

References

  1. Сангалов Ю.А., Карчевский С.Г., Теляшев Р.Г. Элементная сера. Состояние проблемы и направления развития. Сера, высокосернистые соединения и композиции на их основе. Уфа: ГУП ИНХП РБ, 2010. 136 c. ISBN 978-5-902159-23-0 http://inhp.ru/catalog/book/item/40
  2. Голубева И.А. // НефтеГазоХимия. 2015. № 1. С. 22. https://gaschemistry.ru/publications/2015/ngh%201%20golubeva.pdf (Golubeva I.A. // Oil & Gas Chemistry. 2015. No 1. P. 22)
  3. Wagenfeld J.-G., Al-Ali Kh., Almheiri S. et al. // Waste Manage. 2019. V. 95 (15 July). P. 78–89. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2019.06.002
  4. Катасонова О.Н., Савонина Е.Ю., Марютина Т.А. // Журн. аналит. химии. 2020. T. 75. № 2. С. 109–115. doi: 10.31857/S0044450220020073 https://sciencejournals.ru/cgi/getPDF.pl?jid=ankhim&year=2020&vol=75&iss=2&file=AnKhim2002007Katasonova.pdf (Katasonova O.N., Savonina E.Y., Maryutina T.A. // J. of Analytical Chemistry. 2020. Т. 75. No 2. С. 148.)
  5. Khan S., Amani S., Amani M. // Int J Org Chem. 2021. V. 11. No 1. P. 14. doi: 10.4236/ijoc.2021.111002
  6. Shi Q., Wu J. // Energy Fuels. 2021. V. 35. № 18. P. 14445. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.1c02229
  7. Cherumukkil S., Agrawal S., Jasra R.V. // ChemistrySelect. 2023. V. 8. No 10. P. e202204428 (21 pp). https://doi.org/10.1002/slct.202204428
  8. Уракаев Ф.Х., Булавченко А.И., Уралбеков Б.М. и др. // Коллоидн. журн. 2016. Т. 78. № 2. С. 193–202. doi: 10.7868/S0023291216020154 (Urakaev F.Kh., Bulavchenko A.I., Uralbekov B.M. et al. // Colloid Journal. 2016. V. 78. No 2. P. 210. https://doi.org/10.1134/S1061933X16020150)
  9. Nair K.K., Kumar R., Gopal M., Siddiqui W.A. // Mater Res Express. 2018. V. 5. No 2. P. 025007 (7 pp). https://doi.org/10.1088/2053-1591/aaa8bf
  10. Teng Y., Zhou Q., Gao P. // Crit Rev Env Sci Tec. 2019. V. 49. No 2. P. 2314. https://doi.org/10.1080/ 10643389.2019.1609856
  11. Krishnappa S., Naganna C., Rajan H.K. et al. // ACS OMEGA. 2021. V. 6. No 48. P. 32548. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c04047
  12. Kher L., Santoro D., Kelley K. et al. // Appl Microbiol Biot. 2022. V. 106. No 8. P. 3201. https://doi.org/10.1007/s00253-022-11872-8
  13. Nakabayashi K., Takahashi T., Watanabe K. et al. // Polymer. 2017. V. 126 (Sep22). P. 188–195. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2017.08.033
  14. Shi Y.-E., Zhang P., Yang D., Wang Z. // Chem Commun. 2020. V. 56. No 75. P. 10982. https://doi.org/10.1039/D0CC04341A
  15. Массалимов И.А., Массалимов Б.И., Ахметшин Б.С. и др. // Нанотехнологии в строительстве. 2020. Т. 12. № 2. С. 77. doi: 10.15828/2075-8545-2020-12-2-77-83 (Massalimov I.A., Massalimov B.I., Akhmetshin B.S. et al. // Nanotechnologies in Construction. 2020. V. 12. Nо 2. P. 77. doi: 10.15828/2075-8545-2020-12-2-77-83
  16. Fediuk R., Amran Y.H.M., Mosaberpanah M.A. et al. // Materials (Basel). 2020. V. 13. No 21. P. 4712 (23 pp). https://doi.org/10.3390/ma13214712
  17. Tan Z.L., Shi Y.L., Wei T.T. et al. // New J. Chem. 2020. V. 44. No 2. P. 466. https://doi.org/10.1039/C9NJ05035C
  18. Jin H., Sun Y., Sun Z. et al. // Coordin. Chem. ReV. 2021. V. 438. (1 July). P. 213913 (35 pp). https://doi.org/10.1016/j.ccr.2021.213913
  19. Khan N., Baláž M., Burkitbayev M. et al. // Appl Surf Sci. 2022. V. 601 (1 November). P. 154122 (15 pp). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.154122
  20. Urakaev F.Kh. // IJCMSSE. 2011. V. 4. No 1. P. 69. https://doi.org/10.1504/IJCMSSE.2011.037353
  21. Rai M., Ingle A.P., Paralikar P. // Expert Rev Anti-Infe. 2016. V. 14. No 10. P. 969–978. https://doi.org/10.1080/14787210.2016.1221340
  22. Urakaev F.K., Abuyeva B.B., Vorobyeva N.A. et al. // Mendeleev Commun. 2018. V. 27. No 2. P. 161. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2018.03.017
  23. Массалимов И.А., Самсонов М.Р., Ахметшин Б.С. и др. // Коллоидн. журн. 2018. Т. 80. № 4. С. 424. doi: 10.1134/S0023291218040080 (Massalimov I.A., Samsonov M.R., Akhmetshin B.S. et al. // Colloid Journal. 2018. V. 80. No 4. P. 407. https://doi.org/10.1134/S1061933X18040087)
  24. Xu P.-F., Liu Z.-H., Duan Y.-H. et al. // Chem Eng J. 2020. V. 398 (15 October). P. 125293 (10 pp). https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.125293
  25. Shankar S., Jaiswal L., Rhim J.-W. // Crit Rev Env Sci Tec. 2021. V. 51. No 20. P. 2329. https://doi.org/10.1080/10643389.2020.1780880
  26. Suleiman M., Al Ali A., Abu-Rayyan A. et al. // Mor. J. Chem. 2023. V. 14. No 2. P. 434. https://doi.org/10.48317/IMIST.PRSM/morjchem-v11i2.37722
  27. Yuan H., Liu Q., Fu J. et al. // J. Environ Sci. 2023. V. 124 (February). P. 319–329. https://doi.org/10.1016/j.jes.2021.09.040
  28. Baloch H., Siddiqua A., Nawaz A. et al. // Gels. 2023. V. 9 (1 April). P. 284 (16 pp). https://doi.org/10.3390/gels9040284
  29. Массалимов И.А., Хусаинов А.Н., Зайнитдинова Р.М. и др. // Журн. прикл. химии. 2014. Т. 87. № 6. С. 705. (Massalimov I.A., Khusainov A.N., Zainitdinova R.M. et al. // Rus. J. of Applied Chemistry. 2014. V. 87. No 6. P. 700. https://doi.org/10.1134/S1070427214060068).
  30. Kharairan K., Zahraturriaz, Jalil Z. // Rasayan J. Chem. 2019. V. 12. No 1. P. 50. http://dx.doi.org/10.31788/RJC.2019.1214073
  31. Shamsipur M., Pourmortazavi S.M., Roushani M. et al. // Microchim Acta. 2011. V. 173 (15 March). P. 445–451. https://doi.org/10.1007/s00604-011-0581-8
  32. Meenatchi B., Renuga V. // Chemical Science Transactions Chem Sci Trans. 2015. V. 4. No 2. P. 577. https://doi.org/10.7598/cst2015.1028
  33. Suleiman M., Anas A.A., Hussein A. et al. // J. Mater. Environ. Sci. 2013. V. 5. No 6. P. 1029. http://www.jmaterenvironsci.com/Document/vol4/vol4_N6/139-JMES-554-2013-Warad.pdf
  34. Choudhury S.R., Dey K.K., Bera S., Goswami A. // J. Exp Nanosci. 2013. V. 8. No 3. P. 267. https://doi.org/10.1080/17458080.2012.667161
  35. Suleiman M., Al Ali A., Hussein A., Aref D. // An - Najah UniV. J. Res. (N. Sc.). 2016. V. 30. No 2. P. 303–322. doi: 10.35552/anujr.a.30.2.1281 https://journals.najah.edu/media/journals/full_texts/5_CWIkLbu.pdf
  36. Kouzegaran V.J., Farhadi K. // Micro Nano Lett. 2017. V. 12. No 5. P. 329. https://doi.org/10.1049/mnl.2016.0567
  37. Shankar S., Pangeni R., Park J.W., Rhim J.-W. // Mater Sci Eng C. 2018. V. 92 (1 November). P. 508. https://doi.org/10.1016/j.msec.2018.07.015
  38. Faten Z., Mustafa H., Muayad A.L.D. // J. Microb. Biochemistry Technol. 2018. V. 10. No 3. P. 56. https://doi.org/10.4172/1948-5948.1000397
  39. Suleiman M., Al-Masri M., Al Ali A. et al. // J. Mater. Environ. Sci. 2015. V. 6. No 2. P. 513–518. http://www.jmaterenvironsci.com/Document/vol6/vol6_N2/60-JMES-1108-2014-Suleiman.pdf
  40. Awwad A.M., Salem N.M., Abdeen A.O. // JAC. 2015. V. 11. No 3. P. 3426. https://doi.org/10.24297/jac.v11i3.869
  41. Salem N.M., Albanna L.S., Awwad A.M. // Environ Nanotechnol Monit Manag. 2016. V. 6 (December). P. 83–87. https://doi.org/10.1016/j.enmm.2016.06.006
  42. Choudhury S.R., Ghosh M., Mandal A. et al. // Appl Microbiol Biotechnol. 2011. V. 90. No 2. P. 733–743. https://doi.10.1007/s00253-011-3142-5
  43. Bura-Nakić E., Marguš M., Jurašin D. et al. // Geochem Trans. 2015. V. 15. No 1. P. 25722648 (9 pp). https://doi.10.1186/s12932-015-0016-2
  44. Ghodke V.V., Athare A.E. // IJIRT. 2022. V. 9. No 3. P. 231–236. https://www.ijirt.org/master/publishedpaper/IJIRT156302_PAPER.pdf
  45. Paralikar P., Rai M. // IET Nanobiotechnol. 2018. V. 12. No 1. P. 25. https://doi.org/10.1049/iet-nbt.2017.0079
  46. Awwad A.M., Salem N.M., Abdeen A.O. // AdV. Mat. Lett. 2015. V. 6. No 5. P. 432–435. doi: 10.5185/amlett.2015.5792
  47. Salem N.M., Luma S.A., Abdeen A.O. et al. // J of Agricultural Science. 2016. V. 8. No 4. P. 179–185. doi: 10.5539/jas.v8n4p179
  48. Tripathi R.M., Rao R.P., Tsuzuki T. // RSC AdV. 2018. V. 8. No 63. P. 36345. https://doi.org/10.1039/C8RA07845A
  49. Liu G., Niu P., Yin L. // J. Am. Chem. Soc. 2012. V. 134. No 22. P. 9070. https://doi.org/10.1021/ja302897b
  50. Левченко Л.М., Галицкий А.А., Косенко В.В., Сагидиллин А.К. // Журн. прикл. химии. 2015. Т. 88. No 9. С. 1257–1262. https://doi.org/10.1134/S1070427215090049 (Levchenko L.M., Galitskii A.A., Kosenko V.V., Sagidullin A.K. // J. of Applied Chemistry. 2015. V. 88. Nо 9. P. 1403.) https://doi.org/10.1134/S1070427215090049
  51. Garcia A.A., Druschel G.K. // Geochem Trans. 2014. V. 15 (06 August). P. 11 (11 pp). https://doi.org/10.1186/s12932-014-0011-z
  52. Gilbert B., Zhang H., Huang F. et al. // Geochem Trans. 2003. V. 4 (07 November). P. 20 (8 pp). https://doi.org/10.1039/B309073F https://doi.org/10.1186/1467-4866-4-20
  53. Szabó R., Lente G. // J. Math Chem. 2021. V. 59 (26 June). P. 1808. https://doi.org/10.1007/s10910-021-01265-z
  54. Массалимов И.А., Массалимов Б.И., Мустафин А.Г. // Нанотехнологии в строительстве. 2021. Т. 13. No 6. С. 343. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2021-13-6-343-349 (Massalimov I.A., Massalimov B.I., Mustafin A.G. // Nanotechnologies in construction. 2021. V. 13. No 6. P. 343. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2021-13-6-343-349
  55. Массалимов И.А., Чуйкин А.Е., Массалимов Б.И., Мустафин А.Г. // Нанотехнологии в строительстве. 2023. Т. 15. No 1. С. 27. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2023-15-1-27-36 (Massalimov I.A., Chuikin A.E., Massalimov B.I., Mustafin A.G. // Nanotechnologies in construction. 2023. V. 15. No 1. P. 27–36. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2023-15-1-27-36
  56. Choudhury S.R., Goswami A. // J. Appl Microbiol. 2012. V. 114. No 1. P. 1. doi: 10.1111/j.1365-2672.2012.05422.x

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies