Кинетика роста наночастиц серы при их осаждении из водных растворов полисульфида кальция
- Authors: Массалимов И.А.1, Ахметшин Б.С.1, Массалимов Б.И.2, Уракаев Ф.Х.3
-
Affiliations:
- Уфимский университет науки и технологий
- Физический институт имени П.Н. Лебедева
- Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН
- Issue: Vol 98, No 1 (2024)
- Pages: 124-140
- Section: ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ НАНОКЛАСТЕРОВ, СУПРАМОЛЕКУЛЯРНЫХ СТРУКТУР И НАНОМАТЕРИАЛОВ
- URL: https://journals.rcsi.science/0044-4537/article/view/259808
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044453724010179
- EDN: https://elibrary.ru/SESZYW
- ID: 259808
Cite item
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
- 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
- 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)
- 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
- 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.)
- Khan S., Amani S., Amani M. // Int J Org Chem. 2021. V. 11. No 1. P. 14. doi: 10.4236/ijoc.2021.111002
- Shi Q., Wu J. // Energy Fuels. 2021. V. 35. № 18. P. 14445. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.1c02229
- Cherumukkil S., Agrawal S., Jasra R.V. // ChemistrySelect. 2023. V. 8. No 10. P. e202204428 (21 pp). https://doi.org/10.1002/slct.202204428
- 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)
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- Shi Y.-E., Zhang P., Yang D., Wang Z. // Chem Commun. 2020. V. 56. No 75. P. 10982. https://doi.org/10.1039/D0CC04341A
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- Urakaev F.Kh. // IJCMSSE. 2011. V. 4. No 1. P. 69. https://doi.org/10.1504/IJCMSSE.2011.037353
- 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
- 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
- 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)
- 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
- 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
- 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
- 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
- Baloch H., Siddiqua A., Nawaz A. et al. // Gels. 2023. V. 9 (1 April). P. 284 (16 pp). https://doi.org/10.3390/gels9040284
- 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).
- Kharairan K., Zahraturriaz, Jalil Z. // Rasayan J. Chem. 2019. V. 12. No 1. P. 50. http://dx.doi.org/10.31788/RJC.2019.1214073
- 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
- Meenatchi B., Renuga V. // Chemical Science Transactions Chem Sci Trans. 2015. V. 4. No 2. P. 577. https://doi.org/10.7598/cst2015.1028
- 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
- 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
- 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
- Kouzegaran V.J., Farhadi K. // Micro Nano Lett. 2017. V. 12. No 5. P. 329. https://doi.org/10.1049/mnl.2016.0567
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- Ghodke V.V., Athare A.E. // IJIRT. 2022. V. 9. No 3. P. 231–236. https://www.ijirt.org/master/publishedpaper/IJIRT156302_PAPER.pdf
- Paralikar P., Rai M. // IET Nanobiotechnol. 2018. V. 12. No 1. P. 25. https://doi.org/10.1049/iet-nbt.2017.0079
- 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
- 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
- Tripathi R.M., Rao R.P., Tsuzuki T. // RSC AdV. 2018. V. 8. No 63. P. 36345. https://doi.org/10.1039/C8RA07845A
- Liu G., Niu P., Yin L. // J. Am. Chem. Soc. 2012. V. 134. No 22. P. 9070. https://doi.org/10.1021/ja302897b
- 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
- 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
- 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
- Szabó R., Lente G. // J. Math Chem. 2021. V. 59 (26 June). P. 1808. https://doi.org/10.1007/s10910-021-01265-z
- 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
- 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
- Choudhury S.R., Goswami A. // J. Appl Microbiol. 2012. V. 114. No 1. P. 1. doi: 10.1111/j.1365-2672.2012.05422.x