Исследование структуры и свойств наноразмерного оксида молибдена, стабилизированного гидроксиэтилцеллюлозой

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В данной работе образцы наноразмерного оксида молибдена, стабилизированного гидроксиэтилцеллюлозой, получали золь-гель методом. Исследования микроструктуры методом сканирующей электронной микроскопии показали, что образец оксида молибдена, стабилизированный гидроксиэтилцеллюлозой, представлен агрегатами неправильной формы размером от 4 до 75 мкм, которые состоят из наночастиц диаметром от 30 до 60 нм. В результате компьютерного квантово-химического моделирования взаимодействия гидроксиэтилцеллюлозы и оксида молибдена установили, что представленное соединение является энергетически выгодным (∆E ≥ 4022,388 ккал/моль) и взаимодействие происходит через гидроксильную группу, присоединенную к C2 остатка глюкопиранозы. Данное соединение обладает значением химической жесткости 0,078 эВ ≤ η ≤ 0,082 эВ, что свидетельствует о его стабильности. Методом ИК-спектроскопии было установлено, что взаимодействие гидроксиэтилцеллюлозы и оксида молибдена происходит через гидроксильную группу.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Нагдалян

Северо-Кавказский федеральный университет

Email: zafrehman1027@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6782-2821

к.т.н., доц.

Россия, Ставрополь

Д. Д. Филиппов

Северо-Кавказский федеральный университет

Email: zafrehman1027@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1997-6583

лаб.

Россия, Ставрополь

З. А. Рехман

Северо-Кавказский федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: zafrehman1027@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2809-4945

асс.

Россия, Ставрополь

А. М. Серов

Северо-Кавказский федеральный университет

Email: zafrehman1027@gmail.com
ORCID iD: 0009-0001-2929-4191

лаб.

Россия, Ставрополь

С. Н. Поветкин

Северо-Кавказский федеральный университет

Email: zafrehman1027@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8293-3984

вед. инж.

Россия, Ставрополь

Н. С. Любчанский

Северо-Кавказский федеральный университет

Email: zafrehman1027@gmail.com
ORCID iD: 0009-0006-4512-8085

ст.

Россия, Ставрополь

Список литературы

  1. Сизова Е.А., Мирошников И.С. Особенности обмена химических элементов в организме животных при внутримышечном введении наночастиц элементарного железа // Животноводство и кормопроизводство. 2014. № 3 (86). С. 80–84.
  2. Сизова Е.А. и др. Наночастицы меди-модуляторы апоптоза и структурных изменений в некоторых органах // Морфология. 2013. Т. 144. № 4. С. 47–52.
  3. Yausheva E., Sizova E., Miroshnikov S. Evaluation of biogenic characteristics of iron nanoparticles and its alloys in vitro // Modern Applied Science. 2015. Т. 9. № 10. С. 65.
  4. Lebedev S. et al. Impact of Zn nanoparticles on growth, survival and activity of antioxidant enzymes in Eisenia Fetida // Modern Applied Science. 2015. V. 9. No. 9. P. 34.
  5. Kosyan D.B. et al. Toxic effect and mechanisms of nanoparticles on freshwater infusoria // GEOMATE Journal. 2016. V. 11. No. 23. PP. 2170–2176.
  6. Сизова Е.А. и др. Влияние сульфата и наночастиц железа на особенности обмена химических элементов в мышечной ткани // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э.Баумана. 2014. Т. 217. № 1. С. 251–255.
  7. Бельмер С.В., Гасилина Т.В. Микроэлементы и микроэлементозы и их значение в детском возрасте // Вопросы современной педиатрии. 2008. Т. 7. № 6. С. 91–96.
  8. Дыгова М.Р., Кубалова Л.М. Биологическая роль молибдена // Международный студенческий научный вестник. 2015. № 3–4. С. 550–551.
  9. Балыкин Д.Н., Пузанов А.В. Марганец, медь, молибден и бор в почвах среднегорных котловин Алтая // Мир науки, культуры, образования. 2007. № 4. С. 27–30.
  10. Павлов С.В., Дубровский О.И., Домашевская Э.П. Расчет электронной структуры орторомбической модификации триоксида молибдена // Физико-химические процессы в конденсированных средах и на межфазных границах (Фагран-2018). 2018. С. 316–319.
  11. Музафарова С.А., Ташланова Д.М. Свойства тонких пленок триоксида молибдена MoO3, полученные методом химического осаждения из паровой фазы в потоке водорода // Научные исследования. 2024. С. 169–176.
  12. Боборико Н.Е. Золь-гель синтез наноразмерных композитов TiO2–MoO3 для химических газовых сенсоров // VII Всероссийская конференция по наноматериалам. 2020. С. 49–50.
  13. Mai L. et al. Molybdenum oxide nanowires: synthesis & properties // Materials today. 2011. V. 14. No. 7–8. PP. 346–353.
  14. Alsaif M.M.Y.A. et al. Substoichiometric two-dimensional molybdenum oxide flakes: a plasmonic gas sensing platform // Nanoscale. 2014. V. 6. No. 21. PP. 12780–12791.
  15. Reichwein H.G. et al. Light, strong and economical–epoxy fiber-reinforced structures for automotive mass production // Proceeding of SPE automotive composites conference & exhibition. 2010. PP. 1–20.
  16. Ernst-Siebert R., Grasser S. Mass production of composite leaf springs // Lightweight Design Worldwide. 2018. V. 11. PP. 18–21.
  17. Афанасьев Б.А., Даштиев И.З. Проектирование элементов автомобиля из полимерных композиционных материалов: учеб. пособие / Под ред. Б.А.Афанасьева. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана. 2006.
  18. Арис П.В.Ф.А., Лусварди К.М., Нгуйен Т.Т. Замещенная в массе гидроксиэтилцеллюлоза, ее производные, способ ее получения и применение. Патент RU2410403C2, 2011.
  19. Бородкина Т.В., Бежанишвили А.Е., Смагина В.В. Средство для лечения ран, Патент RU2404751C2, 2010.
  20. Косенок Я.А. и др. Разработка новых гидрофобизирующих эмульсий для производства теплоизоляционных материалов с улучшенными эксплуатационными характеристиками, Международная юбилейная научно-практическая канференция, посвященная 90-летию гомельского государственного университета имени Франциска Скорины, 2020.
  21. Материалы конференции. В 3-х частях. Том Часть 3. Редколлегия: С.А. Хахомов (гл. ред.) [и др.]. Гомель, 2020 2020.
  22. Rodrigues Filho G. Characterization of methylcellulose produced from sugar cane bagasse cellulose: Crystallinity and thermal properties [Текст] / G. Rodrigues Filho [et al.] // Polymer degradation and stability. 2007. V. 92. No. 2. PP. 205–210.
  23. Ragab H.S. Optical and thermal studies of starch/methylcellulose blends [Текст] / Ragab H.S. , Abd El-Kader M.F.H. // Physica Scripta. 2013. V. 87. No. 2. P. 025602.
  24. Nik Aziz N.A. Solid polymer electrolytes based on methylcellulose: FT-IR and ionic conductivity studies [Текст] / Nik Aziz N.A., Idris N.K., Isa M.I.N. // International journal of polymer analysis and characterization. 2010. V. 15. No. 5. PP. 319–327.
  25. Ali M.S. Transdermal therapeutic system: Study of cellulose nanocrystals influenced methylcellulose-chitosan bionanocomposites [Текст] / M.S.Ali [et al.] // International Journal of Biological Macromolecules. 2022. V. 218. PP. 556–567.
  26. Abdel-Halim E.S. Chemical modification of cellulose extracted from sugarcane bagasse: Preparation of hydroxyethyl cellulose [Текст] / E.S.Abdel-Halim // Arabian Journal of Chemistry. 2014. V. 7. No. 3. PP. 362–371.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис.1. СЭМ-снимки образцов наночастиц триоксида молибдена, стабилизированных гидроксиэтилцеллюлозой: a – увеличение в 5 раз, b – увеличение в 100 раз

Скачать (350KB)
3. Рис.2. Результаты моделирования взаимодействия молекулы гидроксиэтилцеллюлозы и оксида молибдена через гидроксильную группу, присоединенную к C3 остатка глюкопиранозы: а – модель молекулярного комплекса; b – распределение электронной плотности; c – градиент распределения электронной плотности; d – высшая заселенная молекулярная орбиталь (HOMO); e – низшая свободная молекулярная орбиталь (LUMO)

Скачать (187KB)
4. Рис.3. Результаты моделирования взаимодействия молекулы гидроксиэтилцеллюлозы и оксида молибдена через гидроксильную группу, присоединенную к C2 остатка глюкопиранозы: а – модель молекулярного комплекса; b – распределение электронной плотности; c – градиент распределения электронной плотности; d – высшая заселенная молекулярная орбиталь (HOMO); e – низшая свободная молекулярная орбиталь (LUMO)

Скачать (169KB)
5. Рис.4. Результаты моделирования взаимодействия молекулы гидроксиэтилцеллюлозы и оксида молибдена через гидроксильную группу, присоединенную к C6 остатка глюкопиранозы: а – модель молекулярного комплекса; b – распределение электронной плотности; c – градиент распределения электронной плотности; d – высшая заселённая молекулярная орбиталь (HOMO); e – низшая свободная молекулярная орбиталь (LUMO)

Скачать (190KB)
6. Рис.5. ИК-спектры: a – гидроксиэтилцеллюлоза; b – наночастицы MoO3, стабилизированные гидроксиэтилцеллюлозой

Скачать (72KB)

© Нагдалян А.А., Филиппов Д.Д., Рехман З.А., Серов А.М., Поветкин С.Н., Любчанский Н.С., 2025