Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году


Исследование влияния активной кислотности среды на стабильность наночастиц MnO2

А.В. Блинов1, Д.Г. Маглакелидзе1, А.А. Кравцов1,2, А.А. Блинова1, А.А. Гвозденко1, А.Б. Голик1, В.В. Раффа1, Е.В. Коновалова1

1 ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
2 Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук

DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.033

Оригинальная статья

Аннотация: В работе впервые представлены результаты исследования микроструктуры наночастиц диоксида марганца, стабилизированных серосодержащими аминокислотами. По результатам сканирующей электронной микроскопии обнаружено наличие в образцах наночастиц диаметром 15-30 нм. С помощью спектрофотомерии установлены оптимальные массовые соотношения прекурсоров для получения стабильных золей наночастиц диоксида марганца, которые составляют KMnO4: метионин – 1:1 и KMnO4: цистеин – 3:1. Исследование влияния активной кислотности среды на стабильность наночастиц диоксида марганца показало, что образцы MnO2, полученные с использованием метионина, стабильны при 4 ≤ pH ≤ 11, а с использованием цистеина стабильны при 5 ≤ pH ≤ 8.

Ключевые слова: активная кислотность среды, диоксид марганца, наночастицы, спектрофотометрия

  • Блинов Андрей Владимирович – старший преподаватель кафедры электроники и нанотехнологий Инженерного института ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
  • Маглакелидзе Давид Гурамиевич – студент 1 курса кафедры электроники и нанотехнологий Инженерного института ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
  • Кравцов Александр Александрович – научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории керамики и технохимии научно-лабораторного комплекса чистых зон Инженерного института ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет», к.т.н., старший научный сотрудник лаборатории физики и технологии полупроводниковых наногетероструктур для СВЧ электроники и фотоники Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук
  • Блинова Анастасия Александровна – к.т.н., доцент кафедры электроники и нанотехнологий Инженерного института ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
  • Гвозденко Алексей Алексеевич – студент 3 курса кафедры электроники и нанотехнологий Инженерного института ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
  • Голик Алексей Борисович – студент 3 курса кафедры электроники и нанотехнологий Инженерного института ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
  • Раффа Владислав Викторович – студент 2 курса кафедры электроники и нанотехнологий Инженерного института ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
  • Коновалова Екатерина Васильевна – студент 1 курса, кафедры электроники и нанотехнологий Инженерного института ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»

Ссылка на статью:

Блинов, А.В. Исследование влияния активной кислотности среды на стабильность наночастиц MnO2 / А.В. Блинов, Д.Г. Маглакелидзе, А.А. Кравцов, А.А. Блинова, А.А. Гвозденко, А.Б. Голик, В.В. Раффа, Е.В. Коновалова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — Тверь: Твер. гос. ун-т, 2020. — Вып. 12. — С. 33-41. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.033.

Полный текст: download PDF file

Библиографический список:

1. Ren, Y. Functionalization of biomass carbonaceous aerogels: selective preparation of MnO2@CA a composites for supercapacitors / Y. Ren, Q. Xu, J. Zhang, et. al. // ACS Applied Materials & Interfaces. – 2014. – V. 6. – I. 12. – P. 9689-9697. DOI: 10.1021/am502035g.
2. Yuan, L. Flexible solid-state supercapacitors based on carbon nanoparticles / MnO2 nanorods hybrid structure / L. Yuan, X-H. Lu, X. Xiao, et. al. // ACS Nano. – 2012. – V. 6. – I. 1. – P. 656-661. DOI: 10.1021/nn2041279.
3. Xiong, Y. Synthesis of honeycomb MnO2 nanospheres/carbon nanoparticles/graphene composites as electrode materials for supercapacitors / Y. Xiong, M. Zhou, H. Chen, et. al. // Applied Surface Science. – 2015. – V. 357. – Part A. – P. 1024-1030. DOI: 10.1016/j.apsusc.2015.09.111.
4. Nagamuthu, S. Biopolymer-assisted synthesis of λ - MnO2 nanoparticles as an electrode material for aqueous symmetric supercapacitor devices / S. Nagamuthu, S. Vijayakumar, G. Muralidharan // Industrial and Engineering Chemistry Research. – 2013. – V. 52. – P. 18262-18268. DOI: 10.1021/ie402661p.
5. Cao, J. Recent progress in synergistic chemotherapy and phototherapy by targeted drug delivery systems for cancer treatment / J. Cao, Z. Chen, J. Chi, Y. Sun, Y. Sun // Artificial Cells, Nanomedicine, and Biotechnology. – 2018. – V. 46. – I. Supplement 1. – P. 817-830. DOI: 10.1080/21691401.2018.1436553.
6. Cheng, M. Monodisperse hollow MnO2 with biodegradability for efficient targeted drug delivery / M. Cheng, Y. Yu, W. Huang, et. al. // ACS Biomaterials Science and Engineering. – 2020. – V. 6. – I. 9. – P. 4985-4992 DOI: 10.1021/acsbiomaterials.0c00507.
7. Choi, C.A. Redox- and pH-responsive fluorescent carbon nanoparticles -MnO2- based FRET system for tumor-targeted drug delivery in vivo and in vitro / C.A. Choi, J.E. Lee, Z.A.I. Mazrad, et. al. // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. – 2018. – V. 63. – P. 208-219. DOI: 10.1016/j.jiec.2018.02.017.
8. Hu, Z. Ultrafine MnO2 nanoparticles decorated on graphene oxide as a highly efficient and recyclable catalyst for aerobic oxidation of benzyl alcohol / Z. Hu, Y. Zhao, J. Liu, et. al. // Journal of colloid and Interface Science. – 2016. – V. 483. – P. 26-23. DOI: 10.1016/j.jcis.2016.08.010.
9. Kim, S.H. MnO2 nanowire-CeO2 nanoparticle composite catalysts for the selective catalytic reduction of NOx with NH3 / S.H. Kim, B.C. Park, Y.S. Jeon, Y.K. Kim // ACS Applied Materials and Interfaces. – 2018. – V. 10. – I. 38. – P. 32112-32119. DOI: 10.1021/acsami.8b09605.
10. Zhu,S. Synthesis of MnO2 nanoparticles confined in ordered mesophorous carbon using a sonochemical method / S. Zhu, H. Zhou, M. Hibino, I. Honma, M. Ichihara // Advanced Functional Materials. – 2005. – V. 15. – I. 3. – P. 381-386. DOI: 10.1002/adfm.200400222.
11. Zhu, S. Synthesis of mesoporous amorphous MnO2 from SBA-15 via surface modification and ultrasonic waves / S. Zhu, Z. Zhou, D. Zhang, H. Wang // Microporous and Mesoporous Materials. – 2006. – V. 95. – I. 1-3. – P. 257-264. DOI: 10.1016/j.micromeso.2006.05.029.
12. Hoseinpour, H. Green synthesis, characterization, and photocatalytic activity of manganese dioxide nanoparticles / V. Hoseinpour, M. Souri, N. Ghaemi // Micro and Nano Letters. – 2018. – V. 13. – I. 11. – P. 1560-1563. DOI: 10.1049/mnl.2018.5008.
13. Moon, S.A. Biological synthesis of manganese dioxide nanoparticles by Kalopanax pictus plant extract / S.A. Moon, B.K. Salunke, B. Alkotaini, E. Sathiyamoorthi, B.S. Kim // IET Nanobiotechnology. – 2015. – V. 9. – I. 4. – P. 220-225. DOI: 10.1049/iet-nbt.2014.0051.
14. Jana, S. Shape-selective synthesis, magnetic properties, and catalytic activity of single crystalline β - MnO2 nanoparticles / S. Jana, S. Basu, S. Pande, S.K. Ghosh, T. Pal // Journal of Physical Chemistry C. – 2007. – V. 111. – I. 44. – P. 16272-16277. DOI: 10.1021/jp074803l.