AP08957241 Разработка полимер-металлических мультислойных нанокатализаторов
Актуальность
Большой научно-практический интерес представляет синтетические полиамфолиты способные существовать в различных конформационных и фазовых состояниях, в зависимости от изменения температуры, рН среды, типа и концентрации низкомолекулярной соли, термодинамического качества растворителя. Представители полностью заряженных макромолекул – сильнозаряженные полиамфолиты состоят из заряженных катионных и анионных мономеров и имеют свойства сохранять заряды в широком диапазоне значений рН. Поведение сильнозаряженных полиамфолитов зависит от состава сополимеров и распределения мономерных звеньев. Присутствие постоянных зарядов способствует эффективному связыванию ионы металлов, красителей и ПАВ. Сополимеры натриевой соли 2-акриламидо-2-метилпропансульфоната (АМПСNa) и (3-акриламидопропил) триметиламмония (АПТАХ) являются типичными представителями сильнозаряженных полиамфолитов, которые относятся менее изученным полимерам. Исследование последних лет показывают, что использование в качестве мономера АМПСNa и АПТАХ позволяют синтезировать полимерные матрицы с уникальными свойствами. О значимости исследований полимеров на основе АМПСNa и АПТАХ свидетельствуют ряд исследований, посвященных нанокомпозитным материалам. Обзор литературных данных показывают, что исследования по комплексообразованию сильнозаряженных полиамфолитов с ионами металлов, тем более получение мультислойных каталитических пленок методом LbL, исследованы недостаточно и публикаций носят эпизодический характер. Таким образом, несмотря на широкий ассортимент полиэлектролитов, не все потенциально применимые полимеры для получения LbL используются для получения мультислойных нанокатализаторов.
Цель проекта
Целью настоящего проекта является разработка мультислойных полимер-металлических нанокомпозитов методом послойной сборки функциональных полимеров для применения их в катализе.
Ожидаемыми результатами проекта являются:
Ожидается, что полученные фундаментальные результаты будут способствовать развитию способов получения активных, селективных и многоразовых катализаторов из сильнозаряженных полиамфолитов в качестве матрицы, в частности из ПАПТАХ и ПАМПСNa в комплексе с переходными металлами. Если учесть, что LbL метод конструирования не требует дорогих оборудований, реактивов и технологических цепочек, данный способ можно считать легко коммерциализуемым. К тому же метод LbL легко реализуется в мини образцах. Основные результаты исследования будут востребованы при создании подобных полимер-металлических композитов для катализа и использованы для разработки принципиальных положений, определяющих применения сильнозаряженных полиэлектролитов в качестве матрицы для катализаторов. Полученные результаты способствует внедрению инновационных продуктов на рынок Казахстана.
Достигнутые результаты:
Впервые на основе сильнозаряженных полимеров РAPTAC и PAMPS в сочетании PEI-CuNPs и PEI-PdNPs изучена возможность конструирована мультислойной пленки методом LbL для катализа.
Исследовательская группа:
- Селенова Багадат Саматовна - Научный руководитель
- Наурызова Сауле Зинагиевна - Исполнитель
- Куанышбеков Тілек Қуанышбекұлы - Исполнитель
- Арып Кадиран - Исполнитель
Список публикаций:
- Selenova B.S., Ayazbayeva A.Ye., Shakhvorostov А.V., Kabdrakhmanova S.K., Nauryzova S.Z., Kudaibergenov S.E. Preparation and study of the physicochemical characteristics of multilayer polymer composites based on poly(ethyleneimine)-stabilized copper nanoparticles and poly(sodium 2-acrylamide-2-methyl-1-propanesulfonate) (2021) Chem Bull of Kaz Nat Univ 2021, Issue 3. – P.22-31