Розкладання пероксиду водню нанокомпозитами каолін - нанорозмірний оксид церію

A. M. Grinko; A. V. Brichka; O. M. Bakalinska; S. Ya. Brichka; M. T. Kartel

A. M. Grinko Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
A. V. Brichka Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
O. M. Bakalinska Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
S. Ya. Brichka Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
M. T. Kartel Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України

Анотація

Ряд нанокомпозитів каолін – нанорозмірний оксид церію було синтезовано осадженням нітрату церію у водному середовищі без стабілізаторів при кімнатній температурі. Кількість нанесеного оксиду церію в наноматеріалі варіюється у межах 2,76–7,37 %, розмір частинок 5,6–10,4 нм. Співвідношення I_UVSCe4+/I_UVSCe3+ у нанокомпозитах було оцінено за допомогою УФ-спектроскопії дифузного відбиття. Каталітична активність нанокомпозитів, каоліну, чистого нанооксиду церію досліджували в реакції розкладання H₂O₂ в діапазоні рН 8,5–10,5 і в порівнянні з активністю ферменту каталаза. Було показано, що активність каталізаторів, які містять нанооксид церію, корелює із вмістом модифікатора, дисперсністю частинок СеО₂ та кількістю поверхневих дефектів, що оцінюється як співвідношення I_UVSCe4+/I_UVSCe3+. Залежність активності зразків від рН екстремальна з максимумом при рН 9,5–10.

Посилання

Wu B., Zhang D., Wang D., Qi C., Li Z. The potential toxic effects of cerium on organism: cerium prolonged the developmental time and induced the expression of Hsp70 and apoptosis in Drosophila melanogaster // Ecotoxicology. – 2012. – Vol. 21. – Р. 2068–2077.

Kuchma М. Н., Colon J., Teblum А. Phosphate ester hydrolysis of biologically relevant molecules by cerium oxide nanoparticles // Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine. – 2010. – Vol. 6. – Р. 738–744.

Bakht М., Sadeghi М. С., Tenreiro С. A novel technique for simultaneous diagnosis and radioprotection by radioactive cerium oxide nanoparticles: study of cyclotron production of 137mCe // J. Radioanal Nucl Chem. – 2012. – Vol. 292. – Р. 53–59.

Chen H.‑I., Chang H.‑Y. Synthesis of nanocrystalline cerium oxide particles by the precipitation method // Ceramics International – 2005. – Vol. 31, № 6. – P. 795–802.

Wondrak G. T. Redox-directed cancer therapeutics: Molecular mechanisms and opportunities // Antioxid. Redox Signal. – 2009. –Vol. 11, Is. 12. – P. 3015–3055.

Tschtipe A., Ying J., Tuller С. М. Catalytic redox activity and electrical conductivity of nanocrystalline non-stoichiometric cerium oxide // Sensors and Actuators. – 1996. – Vol. 31. – Р. 111–114.

Дробот Д. В. Получение наночастиц диоксида церия / Д. В. Дробот, А. В. Чуб, В. В. Воронов // Неорганические материалы. – 2008. – Вип. 8. – С. 966-968.

Tsunekawa S. Surface structures of cerium oxide nanocrystalline particles from the size dependence of the lattice parameters / S. Tsunekawa, S. Ito, and Y. Kawazoe // Applied Physics Letters. – 2004. – Vol. 17. – P. 1063-1071.

Cassee F. R., van Balen Е. С., Singh С., Green D., Muijser H., Weinstein J., Dreher K. Exposure, health and ecological effects review of engineered nanoscale cerium and cerium oxide associated with its use as a fuel additive // Crit. Rev. Toxicol. – 2011.- Vol. 41. – Р. 213–229.

Celardo I., Pedersen J. Z.,. Traversa E., Ghibelli L. Pharmacological potential of cerium oxide nanoparticles // Nanoscale. – 2011. – Vol. 3. – P. 1411 – 1420.

Дмитренко Т. Ю., Кулик К. С., Войтко К. В., Бакалінська О. М., Борисенко М. В., Картель М. Т. Каталітична активність церійвмісних матеріалів у реакції розкладання пероксиду водню // Хімія, фізика та технологія поверхні. 2014. – Т. 5, № 3. – С. 317–324.

Brichka S. Ya., Yanchuk I. B., Konchits A. A., Kolesnik S. P., Yefanov A. V., Brichka A. V., Kartel N. T. Decoration of carbon nanotubes with cerium (IV) oxide // ХFТР. – 2011. – Т. 2, № 1. – С. 34–40.

Ковальская Е. А., Бричка С. Я., Картель Н. Т., Янчук И. Б., Матолин В., Ворохта М. Влияние нековалентного модифицирования на структурные характеристики многослойных углеродных нанотрубок // Поверхность. – 2010. – Т. 2, № 17. – С. 205–213.

Бричка А. В., Янчук И. Б., Котел Л. Ю., Чернявская Т. В., Бричка С. Я. Формирование наночастиц оксида церия (IV) на поверхности углеродных нанотрубок // Украинский химический журнал. – 2011 – Т. 77, № 3. – C. 17–20.

Бричка С. Я., Котел Л. Ю., Оранская Е. И., Бричка А. В., Чернявская Т. В. Модифицирование алюмосиликатных нанотрубок диоксидом церия // Украинский химический журнал. – 2013. – Т. 79, № 6. – С. 97–100.

Maeng J.–H., Choi S.–Ch. The Effect of Cerium Reduction on Light Emission in Cerium-containing 20Y2O3–25Al2O3-55SiO₂ Glass // Journal of the Optical Society of Korea. – 2012. – Vol. 16, № 4. – P. 414–417.

Стоянов А. О., Стоянова И. В., Чивирева Н. А., Антонович В. П. Методы определения разновалентных форм церия и европия (Обзор) // Методы и объекты химического анализа. – 2013. – Т. 8, № 3. – С. 104–118.

Takahashi H., Yonezawa S., Kawai M., Takashima M. Preparation and optical properties of CeF₃–containing oxide fluoride glasses // Journal of Fluorine Chemistry. – 2008. – Vol. 129, № 11. – P. 1114–1118.

Арбузов В. И. Основы радиационного оптического материаловедения. Учебное пособие. СПб: СПбГУИТМО. – 2008. – 284 с.

Максимчук П. О. Формирование люминесцентных центров в нанокристаллах CeO₂–x // Дисс. канд. физ. –мат. наук, 01.04.10 – физика полупроводников и диэлектриков. Харьков. – 2015. – 133 с.

Lin K. Chowdhury S. Synthesis, characterization, and application of 1-D cerium oxide nanomaterials: a review // Int. J. Mol. Sci. – 2010. – № 1. – P. 3226–3251.

Tsunekawa S., Fukuda T., Kasuya A. X–ray photoelectron spectroscopy of monodisperse CeO₂₋_x nanoparticles // Surface Science. – 2000. – Vol. 457, Is. 3. – P. L437–L440.