А.Г.Широкова, Л.А.Пасечник, С.П.Яценко

Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН, г. Екатеринбург

pasechnik@ihim.uran.ru

В настоящее время существует достаточно широкий спектр методов получения наноразмерных частиц путем стабилизации полимерными матрицами. Например, таких как: конденсация паров металла на полимерную подложку, термораспад металлосодержащих соединений в раствор-расплаве полимера, капсулирование наночастиц политетрафторэтиленом, разложение карбонилов металлов в матрице, разложение прекурсоров других типов в матрицах полимеров, электрохимические пути формирования частиц в полимерах. Несмотря на то, что перечисленные методы имеют свои преимущества, для всех можно отметить общий недостаток - жесткие и трудоемкие условия получения. в связи с этим обращает на себя внимание метод экстракции металлов микрокапсулированным материалом, когда экстрагент находится в «холла» полимерной матрицы, где он удерживается силами физического взаимодействия. Перевод процесса экстракции в наноразмерную область предполагает при реэкстракционном разрушении комплексов металла, извлечение последнего в виде наночастиц с параметрами, определяемыми архитектурой полимерной матрицы.

На основании вышеназванного в ИХТТ УрО РАН были синтезированы микрокапсулированные материалы, содержащие различные органические экстрагенты, от краун-эфиров до фосфорорганических соединений, как кислых, так и нейтральных, а так же смеси макроциклов и фосфорорганики.

Микрокапсулирование является уникальной методикой, позволяющей включать активные реагенты в поры полимерной матрицы, где они удерживаются силами физического взаимодействия. В микрокапсулах можно хранить и транспортировать вещества в жидком, твердом и даже газообразном состоянии в зависимости от цели применения. Микрокапсулы предотвращают разложение инкапсулированных веществ под воздействием факторов окружающей среды, позволяют контролировать их выделение, а что касается лекарственных веществ, то могут маскировать их вкус и запах. Синтез проводили методом суспензионной полимеризации стирола и дивинилбензола в присутствии инициатора роста полимерной цепи – динитрила азодиизомасляной кислоты. Для синтезированных образцов определены удельная поверхность пор, полная обменная емкость, плотность, степень извлечения РЗЭ. Найдены оптимальные условия извлечения иттрия и скандия из кислых растворов. Методом ИК-спектроскопии изучено поведение экстрагентов в процессе инкапсулирования. обсуждается механизм экстракции РЗЭ инкапсулированными экстрагентами по сравнению с жидкостной экстракцией. При коллективной экстракции отмечено взаимное влияние ионов металлов на экстракционное комплексообразование, приводящее к изменению степени извлечения (табл. 1).

Таблица 1

Экстракционная активность инкапсулированных экстрагентов

Изучено влияние реакционных условий синтеза на морфологию полученных образцов. Методом электронной микроскопии выяснены оптимальные структуры микрокапсул, необходимые для проявления высоких экстракционных свойств. Перспектива использования таких функциональных материалов при реэкстракции металлов открывает возможность создания их наноразмерных частиц.