RU2696377C2 - Method of producing porous fullerene-containing nanomaterial based on intercalated montmorillonite - Google Patents
Method of producing porous fullerene-containing nanomaterial based on intercalated montmorillonite Download PDFInfo
- Publication number
- RU2696377C2 RU2696377C2 RU2017108461A RU2017108461A RU2696377C2 RU 2696377 C2 RU2696377 C2 RU 2696377C2 RU 2017108461 A RU2017108461 A RU 2017108461A RU 2017108461 A RU2017108461 A RU 2017108461A RU 2696377 C2 RU2696377 C2 RU 2696377C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fullerene
- mineral
- surfactant
- montmorillonite
- nanomaterials
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
- B82B3/0009—Forming specific nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/152—Fullerenes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/20—Silicates
- C01B33/36—Silicates having base-exchange properties but not having molecular sieve properties
- C01B33/38—Layered base-exchange silicates, e.g. clays, micas or alkali metal silicates of kenyaite or magadiite type
- C01B33/44—Products obtained from layered base-exchange silicates by ion-exchange with organic compounds such as ammonium, phosphonium or sulfonium compounds or by intercalation of organic compounds, e.g. organoclay material
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения наноматериалов, которые могут использоваться в качестве сорбента с высокой селективностью к соединениям определенного размера, носителя лекарственных средств в живых организмах, наполнителя для полимерных композитных материалов различного назначения и каталитически активных материалов.The invention relates to the field of production of nanomaterials that can be used as a sorbent with high selectivity to compounds of a certain size, a carrier of drugs in living organisms, a filler for polymer composite materials for various purposes and catalytically active materials.
Интеркаляция в слоистые силикаты, в частности в монтмориллонит, различных макромолекул является перспективным методом модификации данных минералов и конструирования новых наноматериалов с улучшенными физико-химическими свойствами. Практический интерес к интеркалированным слоистым силикатам, обусловлен возможностью их использования в качестве сорбентов, а также сшивающих и тиксотропных агентов для приготовления полимерных нанокомпозитов, для создания новых материалов с заданными каталитическими, сорбционными и электрическими свойствами.Intercalation into layered silicates, in particular into montmorillonite, of various macromolecules is a promising method for modifying these minerals and constructing new nanomaterials with improved physicochemical properties. The practical interest in intercalated layered silicates is due to the possibility of their use as sorbents, as well as crosslinking and thixotropic agents for the preparation of polymer nanocomposites, to create new materials with specified catalytic, sorption and electrical properties.
В данной области техники известны наноматериалы, полученные путем интеркаляции слоистых силикатов комплексами химических соединений. В частности, известен способ получения наноматериала со слоисто-столбчатой структурой на основе монтмориллонита, синтезированного путем обмена катионов щелочных и щелочно-земельных металлов, находящихся в его межслоевом пространстве, в процессе интеркаляции в водной суспензии на полигидроксокатионы алюминия [Аl13О4(ОН)24(Н2О)12]7+, с последующей термообработкой полученного материала при 300°С (Бутман М.Ф., Овчинников Н.Л., Нуралыев Б., Арбузников В.В. Письма о материалах т.3 (2013), с. 176-179).Nanomaterials obtained by intercalating layered silicates with complexes of chemical compounds are known in the art. In particular, a method is known for producing nanomaterial with a layered columnar structure based on montmorillonite synthesized by exchanging cations of alkali and alkaline earth metals located in its interlayer space during intercalation in an aqueous suspension onto aluminum polyhydroxococations [Al 13 O 4 (OH) 24 (Н 2 О) 12 ] 7+ , followed by heat treatment of the obtained material at 300 ° С (Butman MF, Ovchinnikov NL, Nuralyev B., Arbuznikov VV Letters on materials Volume 3 (2013 ), p. 176-179).
Известен способ получения органоглины, содержащей заряд-компенсирующие органические ионы, в которых, по крайней мере, часть органических ионов представляет собой ионы на основе канифоли (Винтерс Робин (NL), Де Вос Сибе Корнелис (NL), Схомакер Элвин (NL). Патент № 2375304, Опубликовано: 10.12.2009 Бюл. № 34).A known method for producing organoclay containing charge-compensating organic ions, in which at least part of the organic ions are rosin-based ions (Winters Robin (NL), De Vos Sibe Cornelis (NL), Schomaker Alvin (NL). No. 2375304, Published: December 10, 2009 Bull. No. 34).
Известен способ получения сорбента на основе цеолита, содержащего фуллерен, для очистки органических растворителей от ароматических соединений в циклических процессах (Самонин В.В. (RU), Никонова В. Ю. (RU), Спиридонова Е.А. (RU), Подвязников М.Л. (RU). Заявка на изобретение № 2013153440/05. Опубликовано: 10.06.2015 Бюл. № 16). Данный способ включает в себя обработку цеолита водным раствором, содержащим фуллерен и стабилизатор, который выбирается из группы, включающей краун-эфиры, циклические простые диэфиры, гидроксид тетраалкиламмония, галогениды тетраалкиламмония, димеры, тримеры и тетрамеры этиленгликоля или пропиленгликоля, моно- и диэфиры указанных димеров, тримеров и тетрамеров этиленгликоля или пропиленгликоля и C1-C6 спиртов, каликсарены, а также смеси указанных соединений, с последующим удалением стабилизатора, осуществляемым путем промывки или термообработки цеолита после его обработки раствором фуллерена. При этом, соотношение фуллерен:стабилизатор составляет от 1:5 до 1:500 (по массе), а концентрация фуллерена в растворе составляет не более 0,05 г/л.A known method of producing a sorbent based on zeolite containing fullerene for the purification of organic solvents from aromatic compounds in cyclic processes (Samonin V.V. (RU), Nikonova V. Yu. (RU), Spiridonova E.A. (RU), Podvyaznikov ML (RU). Application for invention No. 2013153440/05. Published: June 10, 2015 Bull. No. 16). This method includes treating the zeolite with an aqueous solution containing fullerene and a stabilizer selected from the group consisting of crown ethers, cyclic ethers, tetraalkylammonium hydroxides, tetraalkylammonium halides, dimers, trimers and tetramers of ethylene glycol or propylene glycol, mono-dimers , trimers and tetramers of ethylene glycol or propylene glycol and c 1 -C 6 alcohols, calixarenes, and mixtures thereof, followed by removal of the stabilizer, carried out by washing or those moobrabotki zeolite after its treatment with the fullerene solution. Moreover, the ratio of fullerene: stabilizer is from 1: 5 to 1: 500 (by weight), and the concentration of fullerene in the solution is not more than 0.05 g / l.
Известен способ получения органоглины, включающий перемешивание водной суспензии монтмориллонита с солью из ряда: гуанидингидрохлорид, гуанидинкарбонат, гуанидинсульфат, при соотношении компонентов, мас.%: монтмориллонит - 85-90, гуанидинсодержащая соль - 10-15, с последующим отделением полученного модифицированного слоистого силиката, промывкой водой и сушкой (Микитаев А. К. (RU), Хаширова С. Ю. (RU), Малкандуев Ю. А. (RU), Микитаев М. А. (RU). Патент RU № 2380316. Опубликовано: 27.01.2010 Бюл. № 3).A known method of producing organoclay, comprising mixing an aqueous suspension of montmorillonite with a salt from the series: guanidine hydrochloride, guanidine carbonate, guanidine sulfate, in the ratio of components, wt.%: Montmorillonite - 85-90, guanidino-containing salt - 10-15, followed by separation of the silicate obtained washing with water and drying (A. Mikitaev (RU), S. Yu. Khashirova (RU), Yu. A. Malkanduyev (RU), M. A. Mikitaev (RU). Patent RU No. 2380316. Published: January 27, 2011. 2010 Bul. No. 3).
Анализ известных решений в области создания наноматериалов на основе интеркалированных слоистых силикатов показывает, что в большинстве случаев для модификации слоистых силикатов используются соли четвертичных аммониевых соединений, имеющих низкую термическую стабильность. Это обстоятельство существенно огранивает их применение в качестве наполнителей некоторых термопластичных полимеров, поскольку при температурах переработки многих термопластов, они могут подвергаться деградации. Также это накладывает существенные ограничения их использования в катализе. Это связано с тем, что при воздействии высоких температур происходит смыкание слоев минерала, что, в свою очередь, приводит к резкому сокращению поверхности и, как следствие, значительному снижению каталитической активности.An analysis of the known solutions in the field of creating nanomaterials based on intercalated layered silicates shows that in most cases quaternary ammonium salts having low thermal stability are used to modify layered silicates. This circumstance significantly limits their use as fillers for some thermoplastic polymers, since at the processing temperatures of many thermoplastics, they can undergo degradation. It also imposes significant limitations on their use in catalysis. This is due to the fact that under the influence of high temperatures the mineral layers close together, which, in turn, leads to a sharp reduction in the surface and, as a result, a significant decrease in catalytic activity.
Решению данной проблемы в значительной степени способствует наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату к предложенному способу патент №2324537, включающий способ получения каталитически активных слоистых силикатов, при котором в слоистый силикат добавляют раствор металла и полученную смесь на этапе сушат с образованием поддерживающих промежуточный слой опор из атомов металла, в приготовленное сухое вещество добавляют соль металла с получением сухой смеси и в заключение нагревают сухую смесь, в результате чего атомы металла или переходного металла внедряются в промежуточный слой и одновременно происходит кальцинирование сухой смеси (Кох Дитрих (DE), Кесоре Киснадут (DE), Томлинсон А. А. Г. (IT). Патент № 2324537. Опубликовано: 20.05.2008 Бюл. № 14). При этом, в качестве раствора металла применяют раствор алюминия, титана, железа, меди, хрома или смесь полиоксидов этих или подобных металлов.The solution of this problem is greatly facilitated by the closest in technical essence and achieved result to the proposed method patent No. 2324537, which includes a method for producing catalytically active layered silicates, in which a metal solution is added to the layered silicate and the resulting mixture is dried at the stage to form supports supporting the intermediate layer of metal atoms, a metal salt is added to the prepared dry substance to obtain a dry mixture, and in the end, the dry mixture is heated, resulting in a volumes of metal or transition metal are introduced into the intermediate layer and at the same time calcination of the dry mixture occurs (Koch Dietrich (DE), Kesore Kisnadut (DE), Tomlinson A. A. G. (IT). Patent No. 2324537. Published: 05.20.2008 Bul. No. 14). In this case, a solution of aluminum, titanium, iron, copper, chromium or a mixture of polyoxides of these or similar metals is used as a metal solution.
Недостатком вышеуказанного патентного прототипа является узкая направленность применения получаемых материалов (главным образом, для очистки отработавших газов). Фактически отсутствует возможность применения полученного таким образом наноматериала для улучшения характеристик полимеров, требующих достаточной органофилизации и гидрофобизации поверхности минерала.The disadvantage of the above patent prototype is the narrow focus of the use of the resulting materials (mainly for the purification of exhaust gases). In fact, there is no possibility of using the nanomaterial obtained in this way to improve the characteristics of polymers that require sufficient organophilization and hydrophobization of the mineral surface.
Цель предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы предложить новый класс многофункциональных термостойких пористых наноматериалов на основе интеркалированных слоистых силикатов смектитовой группы (монтмориллонит), основным структурным элементом которого являются заключенные в межслоевом пространстве минерала наноразмерные сферы нефункционализированного фуллерена C60. The aim of the invention is to offer a new class of multifunctional heat-resistant porous nanomaterials based on intercalated layered silicates of the smectite group (montmorillonite), the main structural element of which are nanoscale spheres of unfunctionalized fullerene C 60 enclosed in the interlayer space of the mineral.
Как известно, различные фуллеренсодержащие вещества широко используют в качестве высокоэффективных модифицирующих добавок для полимеров, компонентов огнезащитных красок, лекарственных препаратов, оптических и электротехнических устройств, поэтому задача получить интеркалированный слоисто-силикатный наноматериал, содержащий подобную добавку, представляется весьма перспективным направлением в области создания нового класса наполнителей для полимеров, высокоэффективных каталитически активных материалов и других технологических приложений.It is known that various fullerene-containing substances are widely used as highly effective modifying additives for polymers, components of fire retardant paints, drugs, optical and electrical devices, therefore, the task of obtaining intercalated layered silicate nanomaterial containing such an additive seems to be a very promising direction in the field of creating a new class fillers for polymers, highly effective catalytically active materials and other technological applications.
Чистый фуллерен C60 электронейтрален и практически не растворим в воде и других полярных растворителях, вследствие чего не может быть введен в межслоевое пространство слоистых силикатов путем ионного обмена из водного раствора. Для достижения частичной или полной растворимости фуллерена в воде, с целью возможной его интеркаляции между слоями слоистых силикатов, возможна химическая функционализация путем ковалентной модификации углеродного каркаса С60-фуллерена различными функциональными группировками. Однако, такая функционализация искажает икосаэдрический тип симметрии C60, и таким образом оказывает большое влияние на его свойства. Кроме того, химической функционализация является весьма трудоемкой и небезопасной в экологическом плане процедурой, что существенно ограничивает возможность масштабирования данной технологии синтеза гибридных органо-неорганических наноматериалов в промышленных масштабах.Pure fullerene C 60 is electrically neutral and practically insoluble in water and other polar solvents, as a result of which it cannot be introduced into the interlayer space of layered silicates by ion exchange from an aqueous solution. To achieve partial or complete solubility of fullerene in water, with a view to its possible intercalation between layers of layered silicates, chemical functionalization is possible by covalent modification of the carbon framework of C 60 -fullerene with various functional groups. However, such functionalization distorts the icosahedral symmetry type of C 60 , and thus has a great influence on its properties. In addition, chemical functionalization is a very laborious and environmentally unsafe procedure, which significantly limits the ability to scale this technology for the synthesis of hybrid organo-inorganic nanomaterials on an industrial scale.
Для решения этой проблемы, заявленный способ осуществляется следующим образом.To solve this problem, the claimed method is as follows.
Осуществляется поверхностная модификация слоистых силикатов поверхностно-активными веществами (предпочтительно солями четвертичных аммониевых оснований с числом углеродных атомов в радикале свыше 16) путем ионно-обменной реакции из расчета количества ПАВ, равном 0,2 – 4,0 ёмкости катионного обмена с целью расширения межслоевого пространства минерала и придания органофильности его поверхности. Готовится раствор ароматического неполярного растворителя (предпочтительно в толуоле), в который добавляется предварительно промытый от избытка ПАВ и высушенный поверхностно-модифицированный монтмориллонит. В процессе реакции с раствором фуллерена, ароматический растворитель диффундирует в межслоевом пространстве минерала, осуществляя таким образом перенос молекул фуллерена. После чего осуществляется селективное удаление поверхностно-активного вещества путем термической обработки наноматериала при температуре, соответствующий температуре деградации используемого ПАВ.Surface modification of layered silicates by surface-active substances (preferably salts of quaternary ammonium bases with the number of carbon atoms in the radical over 16) is carried out by ion-exchange reaction based on the amount of surfactant equal to 0.2 - 4.0 cation exchange capacity in order to expand the interlayer space mineral and giving organophilicity to its surface. A solution of an aromatic non-polar solvent is prepared (preferably in toluene), to which a surfactant previously washed from excess and dried surface-modified montmorillonite are added. In the process of reaction with a solution of fullerene, an aromatic solvent diffuses in the interlayer space of the mineral, thereby carrying out the transfer of fullerene molecules. After that, selective removal of the surfactant is carried out by heat treatment of the nanomaterial at a temperature corresponding to the temperature of degradation of the surfactant used.
Получаемый гибридный органо-неорганический наноматериал может варьироваться в зависимости от состава и размера его составных частей. В качестве альтернативного или дополнительного варианта, возможно использование других типов слоистых силикатов, предпочтительно смектитовой группы (нонтронит, гекторит, сапонит, бейделит и др.), а также других типов фуллерена (предпочтительно C70).The resulting hybrid organo-inorganic nanomaterial may vary depending on the composition and size of its constituent parts. As an alternative or additional option, it is possible to use other types of layered silicates, preferably a smectite group (nontronite, hectorite, saponite, beidelite, etc.), as well as other types of fullerene (preferably C 70 ).
Такая модификация обеспечивает внедрение молекул фуллерена между слоями минерала, обеспечивая возможность варьирования распределения пор по размерам в широком диапазоне и тем самым конструировать микро- и нанопористые материалы.Such a modification provides the introduction of fullerene molecules between the layers of the mineral, providing the possibility of varying the distribution of pore sizes in a wide range and thereby design micro- and nanoporous materials.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленного изобретения, является расширение ассортимента получаемых функциональных наноматериалов и повышение эксплуатационных свойств наноматериалов на основе интеркалированных слоистых силикатов.The technical result achieved by the implementation of the claimed invention is to expand the range of obtained functional nanomaterials and increase the operational properties of nanomaterials based on intercalated layered silicates.
Способ получения предложенного наноматериала иллюстрируется следующим примером.The method of obtaining the proposed nanomaterial is illustrated by the following example.
Пример. С использованием натриевой формы монтмориллонита (ММТ) готовится раствор в дистиллированной воде в соотношении 1:100 с целью диспергирования минерала. Полученная суспензия помещается на магнитную мешалку с постоянной скоростью вращения магнитного якоря равной 1500 об/мин при комнатной температуре. Диспергация осуществляется в течение 12 часов. К полученной суспензии добавляется дидецилдиметиламмоний хлорид количестве равном 1 ёмкости катионного обмена (ЕКО). Осуществляется медленное введение поверхностно-активного вещества в диспергированный раствор с одновременным уменьшением скорости вращения магнитного якоря до 1000 об/мин. Время проведения процедуры составляет 24 часа. Полученная суспензия подвергается центрифугированию в течении 15 минут с максимальной скоростью вращения 22 000 об/мин и повторяется 5 раз до вымывания излишков ПАВ, контролируемых по наличию хлор-иона в растворе титрованием азотнокислым серебром. Полученный материал высушивают при комнатной температуре 24 часа. Готовится раствор фуллерена C60 в толуоле из расчета 20 мг C60 на 100 мл толуола, в который добавляется 100 мг предварительно органомодифицированного монтмориллонита. Полученная суспензия перемешивается с использованием магнитной мешалки при Т=100 oС при постоянной скорости вращения 1500 об/мин в течение 48 часов. Далее осуществляется центрифугирование полученной суспензии в течение 15 минут со скоростью вращения 22 000 об/мин и вымывание остатков С60 толуолом с повторным центрифугированием (5 раз). В заключение приготовленный материал нагревают до температуры равной 350 ºC для удаления поверхностно-активного вещества из межслоевого пространства минерала, в результате чего сферы молекулы C60 встраиваются между слоями минерала, обеспечивая их фиксацию.Example. Using the sodium form of montmorillonite (MMT), a solution is prepared in distilled water in a ratio of 1: 100 in order to disperse the mineral. The resulting suspension is placed on a magnetic stirrer with a constant rotation speed of the magnetic armature equal to 1500 rpm at room temperature. Dispersion is carried out within 12 hours. To the resulting suspension, didecyldimethylammonium chloride is added in an amount equal to 1 cation exchange capacity (CEC). The surfactant is slowly introduced into the dispersed solution while reducing the rotation speed of the magnetic armature to 1000 rpm. The procedure takes 24 hours. The resulting suspension is subjected to centrifugation for 15 minutes with a maximum rotation speed of 22,000 rpm and is repeated 5 times until the surfactant surplus is washed out, controlled by the presence of a chlorine ion in the solution by titration with silver nitrate. The resulting material was dried at room temperature for 24 hours. A solution of fullerene C 60 in toluene is prepared at the rate of 20 mg C 60 per 100 ml of toluene, to which 100 mg of pre-organomodified montmorillonite is added. The resulting suspension is stirred using a magnetic stirrer at T = 100 o With a constant rotation speed of 1500 rpm for 48 hours. Then, the resulting suspension is centrifuged for 15 minutes at a rotation speed of 22,000 rpm and the residues are washed off with 60 toluene and centrifuged again (5 times). In conclusion, the prepared material is heated to a temperature of 350 ºC to remove the surfactant from the interlayer space of the mineral, as a result of which the spheres of the C 60 molecule are embedded between the layers of the mineral, ensuring their fixation.
Для подтверждения достижения заявляемого технического результата, выполнено рентгеноструктурное исследование полученных наноматериалов с целью проверки интеркаляции нефункционализированного C60 между слоями монтмориллонита после его поверхностной модификации, которая может наблюдаться по изменению положения базисных отражений, т.е. отражений d(001), свидетельствующих о расстоянии между слоями, которое увеличивается при интеркаляции (см. фиг.1). Образцы готовились из суспензии с применением ультразвука, которая затем использовалась для приготовления ориентированных препаратов на стеклянных подложках. Рентгенодифракционный анализ ориентированных препаратов проводился при помощи рентгеновского дифрактометра Empyrean PANalytical. Рабочий режим – 40 кВ - 40 mA, медное излучение, никелевый фильтр, диапазон измерений – 3 - 65 о2θ, шаг по углу сканирования 0,02 о2θ, фиксированная система фокусировочных щелей. Для ускорения съемки и повышения качества экспериментальных данных использовался полупроводниковый детектор нового поколения - DTex/Ultra: скорость сканирования – 10 о2θ/минуту. To confirm the achievement of the claimed technical result, an X-ray diffraction study of the obtained nanomaterials was performed in order to verify the intercalation of non-functionalized C 60 between the layers of montmorillonite after its surface modification, which can be observed by a change in the position of the basal reflections, i.e. reflections d (001), indicating the distance between the layers, which increases during intercalation (see figure 1). Samples were prepared from a suspension using ultrasound, which was then used to prepare oriented preparations on glass substrates. X-ray diffraction analysis of oriented preparations was carried out using an Empyrean PANalytical X-ray diffractometer. Operating Mode - 40 kV - 40 mA, emission copper, nickel filter, measuring range - 3 - 65 ° 2θ, step scan angle of 0.02 2θ, fixed system focusing slits. To speed recording and improvement of quality of the experimental data used by new generation semiconductor detector - DTex / Ultra: scan rate - 10 ° 2θ / minute.
Изображенный на фиг.1 схематический поэтапный процесс получения наноматериала по предлагаемому способу с соответствующими дифрактограммами показывает, что по завершению термического разложения органического поверхностно-активного вещества, сферы молекулы C60 встраиваются между слоями минерала, обеспечивая их фиксацию. В результате образуется трехмерная слоисто - столбчатая структура, где расстояние между слоями минерала достигает ~1,5 нм (против 1,2 нм - для исходной натриевой формы минерала), подтверждающая интеркаляцию C60.The schematic step-by-step process for producing nanomaterial according to the proposed method with the corresponding diffractograms shown in Fig. 1 shows that upon completion of thermal decomposition of the organic surfactant, spheres of the C 60 molecule are embedded between the layers of the mineral, ensuring their fixation. As a result, a three-dimensional layered - columnar structure is formed, where the distance between the layers of the mineral reaches ~ 1.5 nm (versus 1.2 nm for the initial sodium form of the mineral), confirming the intercalation of C 60 .
Таким образом, функциональный наноматериал, получаемый по данному изобретению, обеспечивает перестроение внутрикристаллического пространства слоистых силикатов, формируя нанопористую структуру, обладающую потенциальными селективными адсорбирующими и каталитическими свойствами.Thus, the functional nanomaterial obtained according to this invention provides the rearrangement of the intracrystalline space of layered silicates, forming a nanoporous structure with potential selective adsorbing and catalytic properties.
Получаемый гибридный органо-неорганический наноматериал характеризуется отсутствием токсичности и, вследствие увеличенной площади поверхности, имеет большой потенциал применения в задачах накопления газов, создании сорбентов экологического и биомедицинского назначения в отношении различных загрязнителей и патогенных объектов, а также в системах доставки и/или контролируемого высвобождения лекарственных средств. Наноматериал по данному изобретению может использоваться в качестве составной части в лакокрасочных композициях и защитных полимерных покрытиях. Также данный наноматериал может быть использован в качестве функциональной добавки (наполнителя) в термопластичные и термореактивные полимеры, обеспечивающей синергические эффекты по улучшению комплекса их свойств (в частности, прочностные, антифрикционные, противоизносные, огнезащитные, электрофизические, барьерные) за счет объединения индивидуальных функций слоистого силиката и фуллерена. The resulting hybrid organo-inorganic nanomaterial is characterized by the absence of toxicity and, due to the increased surface area, has great potential for application in gas accumulation problems, the creation of environmental and biomedical sorbents for various pollutants and pathogenic objects, as well as in delivery and / or controlled release of drugs funds. The nanomaterial according to this invention can be used as an integral part in paint and varnish compositions and protective polymer coatings. Also, this nanomaterial can be used as a functional additive (filler) in thermoplastic and thermosetting polymers, providing synergistic effects to improve the complex of their properties (in particular, strength, antifriction, antiwear, flame retardant, electrophysical, barrier) by combining the individual functions of layered silicate and fullerene.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017108461A RU2696377C2 (en) | 2017-03-15 | 2017-03-15 | Method of producing porous fullerene-containing nanomaterial based on intercalated montmorillonite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017108461A RU2696377C2 (en) | 2017-03-15 | 2017-03-15 | Method of producing porous fullerene-containing nanomaterial based on intercalated montmorillonite |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017108461A RU2017108461A (en) | 2018-09-17 |
| RU2017108461A3 RU2017108461A3 (en) | 2019-04-24 |
| RU2696377C2 true RU2696377C2 (en) | 2019-08-01 |
Family
ID=63639640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017108461A RU2696377C2 (en) | 2017-03-15 | 2017-03-15 | Method of producing porous fullerene-containing nanomaterial based on intercalated montmorillonite |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2696377C2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115463094B (en) * | 2021-06-10 | 2023-07-04 | 北京微著新材科技有限公司 | Oral radiotherapy protective agent and preparation method and application thereof |
| CN116285514A (en) * | 2023-03-22 | 2023-06-23 | 广东美洲宝实业有限公司 | Waterproof anti-fouling stone-like paint and preparation method thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2324537C2 (en) * | 2002-09-30 | 2008-05-20 | Ико Минералз Гмбх | Method of catalytically active lamellar silicates production |
| RU2380316C1 (en) * | 2008-10-13 | 2010-01-27 | Закрытое акционерное общество "Макполимер" | Method of producing organoclay |
| US8871339B2 (en) * | 2008-06-24 | 2014-10-28 | Chung Yuan Christian University | Modified clay and clay-polymer composite |
| RU2013153440A (en) * | 2013-12-02 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | SORBENT BASED ON ZEOLITE CONTAINING FULLERENE FOR CLEANING ORGANIC SOLVENTS FROM AROMATIC COMPOUNDS IN CYCLIC PROCESSES AND METHOD FOR PRODUCING IT |
-
2017
- 2017-03-15 RU RU2017108461A patent/RU2696377C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2324537C2 (en) * | 2002-09-30 | 2008-05-20 | Ико Минералз Гмбх | Method of catalytically active lamellar silicates production |
| US8871339B2 (en) * | 2008-06-24 | 2014-10-28 | Chung Yuan Christian University | Modified clay and clay-polymer composite |
| RU2380316C1 (en) * | 2008-10-13 | 2010-01-27 | Закрытое акционерное общество "Макполимер" | Method of producing organoclay |
| RU2013153440A (en) * | 2013-12-02 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | SORBENT BASED ON ZEOLITE CONTAINING FULLERENE FOR CLEANING ORGANIC SOLVENTS FROM AROMATIC COMPOUNDS IN CYCLIC PROCESSES AND METHOD FOR PRODUCING IT |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017108461A3 (en) | 2019-04-24 |
| RU2017108461A (en) | 2018-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5622684A (en) | Porous inorganic oxide materials prepared by non-ionic surfactant templating route | |
| Carniato et al. | An overview of the recent synthesis and functionalization methods of saponite clay | |
| Floody et al. | Natural nanoclays: applications and future trends–a Chilean perspective | |
| Tanev et al. | Mesoporous silica molecular sieves prepared by ionic and neutral surfactant templating: a comparison of physical properties | |
| Jiang et al. | Synthesis of mesoporous silica@ Co–Al layered double hydroxide spheres: layer-by-layer method and their effects on the flame retardancy of epoxy resins | |
| US5840264A (en) | Crystalline inorganic oxide compositions prepared by neutral templating route | |
| Ezquerro et al. | Characterization of montmorillonites modified with organic divalent phosphonium cations | |
| JP6535540B2 (en) | Method for producing lithium-fixed organic modified montmorillonite | |
| Li et al. | Preparation of C@ silica core/shell nanoparticles from ZIF-8 for efficient ciprofloxacin adsorption | |
| Youssef et al. | Synthesis and utilization of poly (methylmethacrylate) nanocomposites based on modified montmorillonite | |
| JP2017527520A (en) | Method for producing mesoporous microporous crystalline material containing recoverable and recyclable mesopore-template agent | |
| RU2696377C2 (en) | Method of producing porous fullerene-containing nanomaterial based on intercalated montmorillonite | |
| US10919028B2 (en) | Method for the preparation of a synthetic faujasite material comprising monodisperse nanoparticles composed of single nanocrystals | |
| Wang et al. | Nanoscale clay minerals for functional ecomaterials: Fabrication, applications, and future trends | |
| Ding et al. | Nanosheet-based magadiite: a controllable two-dimensional trap for selective capture of heavy metals | |
| Elkady et al. | Assessment of novel synthetized nanozirconium tungstovanadate as cation exchanger for lead ion decontamination | |
| KR101516675B1 (en) | Silica based nano sheet, dispersion sol of silica based nano sheet and method for preparing thereof | |
| Mallakpour et al. | Thermal and morphological studies of poly (vinyl alcohol)/poly (vinyl pyrrolidone)/organoclay nanocomposites containing L-leucine moiety | |
| US10272418B2 (en) | Mesoporous zeolites and methods for the synthesis thereof | |
| Wang et al. | The formation mechanism of organoammonium-kaolinite by solid-solid reaction | |
| Nakajima et al. | Triblock copolymer-assisted synthesis of a hybrid mesoporous ethenylene–silica with 2D hexagonal structure and large pores | |
| KR101902694B1 (en) | Method for preparing transition metal ion-exchanged zeolite | |
| Livi et al. | Application of supercritical CO2 and ionic liquids for the preparation of fluorinated nanocomposites | |
| RU2688571C2 (en) | Method of producing nanomaterials by modifying laminar silicates with zwitterionic surfactants | |
| Pandey et al. | Surfactant-induced changes in physicochemical characters of bentonite clay |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200316 |