Состояние воды, адсорбированной поверхностью частиц янтаря и его композитной системой с нанокремнеземом, по данным ЯМР-спектроскопии

Abstract

Методом низкотемпературной ¹Н ЯМР спектроскопии изучено состояние воды в гидратированном порошке янтаря и композитной системы янтарь/SiO₂ при их соотношении 1:9. Показано, что процесс газификации янтаря в составе композита завершается при температуре Т = 550 ºС, что почти на 100 ºС ниже, чем для исходного янтаря. Вероятной причиной является уменьшение размера частиц янтаря при его иммобилизации на поверхности нанокремнезема. Обнаружено, что для системы янтарь/SiO₂ с увеличением концентрации воды от 100 до 280 мг/г увеличивается вклад от кластеров воды, радиус которых не превышает 1.5 нм. Показано, что в присутствии сильных кислот на границе с гидрофобной средой, часть воды, связанной с поверхностью композита янтарь/SiO₂ переходит в слабоассоциированное состояние, что может служить одним из признаков повышения биодоступности веществ, десорбируемых из композита.

Методом низькотемпературної ¹Н ЯМР спектроскопії вивчено стан води в гідратованому порошку бурштину та композитній системі бурштин/SiO₂ при їх співвідношенні 1:9. Показано, що процес газифікації бурштину в складі композиту завершується при температурі Т = 550 ºС, що майже на 100 ºС нижче, ніж для вихідного бурштину. Ймовірною причиною є зменшення розміру частинок бурштину при його іммобілізації на поверхні нанокремнезему. Виявлено, що для системи бурштин/SiO₂ зі збільшенням концентрації води від 100 до 280 мг/г збільшується внесок від кластерів води, радіус яких не перевищує 1,5 нм. Показано, що в присутності сильних кислот на межі з гідрофобним середовищем, частина води, зв'язаної з поверхнею композиту бурштин/SiO₂ переходить в слабоасоційований стан, що може служити однією з ознак підвищення біодоступності речовин, що десорбуються з композиту.

The state of water in the hydrated amber powder and the amber/SiO₂ composite system at a ratio of 1:9 was studied by low-temperature ¹Н NMR spectroscopy. It is shown that amber gasification in the composition of the composite is completed at a temperature of T = 550 °C, which is almost 100 °C lower than that for the initial amber. The likely cause is a decrease in the size of amber particles when it is immobilized on the surface of nanosilica. It is found that for the amber/SiO₂ system with increasing water concentration from 100 to 280 mg/g, the contribution from water clusters whose radius does not exceed 1.5 nm increases.It is shown that in the presence of strong acids at the boundary with a hydrophobic environment, part of the water bound to the surface of the amber/SiO₂ composite passes into a weakly associated state, which may serve as one of the signs of increasing the bioavailability of substances desorbed from the composite.