Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Физико-химическое исследование обращенных мицеллярных систем Н-гептан-АОТ (диоктилсульфосукцинат натрия)-полярная фаза

Шагинян, Гоар Ашотовна (2017) Физико-химическое исследование обращенных мицеллярных систем Н-гептан-АОТ (диоктилсульфосукцинат натрия)-полярная фаза. PhD thesis, Институт химической физики им. А. Б. Налбандяна НАН РА.

[img]
Preview
PDF (Abstract)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (835Kb) | Preview

    Abstract

    Актуальность работы. Исследование микроэмульсий типа вода в масле представляет большой интерес, поскольку такие системы способны растворять гидрофильные вещества в органических растворителях. Благодаря этому свойству обращенные мицеллярные системы используются в качестве микрореакторов для проведения разных химических и биологических реакций, в которых участвуют гидрофильные и гидрофобные реагенты. Эти системы также широко используются в синтезе наночастиц как подходящая среда, что придает большую значимость исследованиям обращенных мицеллярных систем, поскольку в настоящее время нанотехнология используется для диагностики и лечения множества заболеваний. Благодаря структурному сходству с биологическими мембранами, обращенные мицеллы применяются также как модели мембран. Неводные микроэмульсии, содержащие полярные органические растворители, используются и в промышленности косметики. Обращенные мицеллярные системы представляют собой нанокапли полярной фазы (в основном водные), покрытые монослоем поверхностно активного вещества (ПАВ), которые равномерно распределены в неполярном органическом растворителе. Среди ПАВ, формирующих обращенные мицеллы, чаще всего используется бис(2-этилгексил) сульфосукцинат натрия, известный также как Аэрозоль-ОТ (АОТ). Он способен формировать обращенные мицеллы при разных неполярных растворителях (алканы, ароматические углеводороды, галоалканы и т.д.) без использования со-ПАВ и может растворять большое количество воды: W=[вода]/[АОТ]=4060 в зависимости от температуры и органического растворителя. Обращенные мицеллы могут образоваться и при использовании других полярных растворителей вместо воды. Эти растворители должны иметь большую диэлектрическую постоянную и незначительную растворимость в неполярной фазе. В последнее время исследование неводных микроэмульсий представляет большой интерес, так как большинство органических реагентов мало растворимы или практически не растворимы в воде. Использование неводных растворителей приводит к увеличению растворимости и реакционоспособности реагентов в гетерогенных системах. Однако при использовании неводных растворителей размеры нанокапель (W) ограничены и их максимальная величина меняется в области от 2 до 6, поскольку при больших количествах полярной фазы микроэмульсия разлагается. При данных значениях W не происходит полное солюбилизирование полярных групп молекулы ПАВ, поэтому использование водных растворов органических полярных растворителей в качестве полярной фазы представляет большой интерес. Как таковые служат водные растворы диметилсульфоксида (ДМСО), диэтилсульфоксида (ДЭСО), N,N-диметилформамида (ДМФ) и ацетонитрила (АЦН), которые имеют биомедицинское значение. Ատենախոսության մեջ ներկայացված է ն-հեպտան/նատրիումի բիս(2-էթիլհեքսիլ) սուլֆոսուկցինատ (ԱՕՏ)/բևեռային ֆազ շրջված միցելային համակարգերի ուսումնասիրությունը մակերևութային ակտիվ նյութի (ՄԱՆ) կոնցենտրացիայից և ՄԱՆ-ի միաշերտով պարփակված նանոկաթիլի չափսերից կախված: Որպես բևեռային ֆազ կիրառվել են դիմեթիլսուլֆօքսիդի (ԴՄՍՕ), դիէթիլսուլֆօքսիդի (ԴԷՍՕ), դիմեթիլֆորմամիդի (ԴՄՖ) և ացետոնիտրիլի (ԱՑՆ) ջրային լուծույթները: Ատենախոսությունն ընդգրկում է նաև շրջված միցելների ֆիզիկաքիմիական հատկությունների ուսումնասիրությունը օրգանական բևեռային լուծիչի քանակությունից և բնույթից կախված: Ատենախոսության մեջ իրականացվել է ԱՕՏ-ի շրջված միցելային համակարգերի ծավալային (թվացյալ մոլային ծավալ, սահմանային թվացյալ մոլային ծավալ) և տրանսպորտային (մածուցիկություն, էլեկտրահաղորդականության պերկոլյացիա) հատկությունների ուսումնասիրություն: Ն-հեպտան/ԱՕՏ/բևեռային ֆազ շրջված միցելներն ուսումնասիրվել են նաև սպեկտրոսկոպիկ եղանակներով, մասնավորապես էլեկտրոնային կլանման, ֆլուորեսցենտային առաքման և ֆլուորեսցենտային անիզոտրոպիայի մեթոդներով՝ կիրառելով արտաքին նշանակիր ակրիդինային նարնջագույնի հիմքը (ԱՆՀ): Միցելային համակարգում ԱՆՀ-ի ֆոտոֆիզիկական հատկությունները քննարկելու համար նախ անհրաժեշտ է ուսումնասիրել ԱՆՀ-ի նույն հատկությունները ջուր, ԴՄՍՕ և ջուր+ԴՄՍՕ հոմոգեն լուծույթներում: Սպեկտրոսկոպիկ եղանակով բացահայտվել է միցելային միջուկի միկրոբևեռայնության, միկրոմածուցիկության և միցելի մակերևույթի կոշտության վրա նանոկաթիլի չափսի, օրգանական բևեռային լուծիչի քանակի և բնույթի ազդեցությունը: Ցույց է տրվել նաև, որ ՄԱՆ-ի կոնցենտրացիայի մեծացման հետ տեղի է ունենում միջմիցելային փոխազդեցությունների ուժգնացում և միցելային ագրեգատների առաջացում: Այս փոխազդեցությունների ուժը մեծանում է ԴՄՍՕ – ԴԷՍՕ – ԴՄՖ – ԱՑՆ շարքում: Հարաբերական մածուցիկության՝ միցելների ծավալային բաժնից ունեցած կախվածությունից ցույց է տրվել, որ միցելներն ունեն գնդաձև տեսք միայն ԱՕՏ-ի փոքր կոնցենտրացիաների դեպքում: ԱՕՏ-ի կոնցենտրացիայի մեծացման հետ տեղի է ունենում միցելների ձևի փոփոխություն և միցելային ագրեգատների առաջացում: Վերը նշված կախվածության շեղումը գծայինից ավելի ընդգծված է ԴԷՍՕ-ի ներկայությամբ: In the thesis the study of n-heptane/sodium bis(2-ethylhexyl) sulfosuccinate (AOT)/polar phase reverse micellar systems has been presented depending on surfactant concentration and size of nanopool covered by surfactant monolayer. Aqueous solutions of dimethylsulfoxide (DMSO), diethylsulfoxide (DESO), dimethylformamide (DMF) and acetonitrile (ACN) were used as polar phase. The study of physicochemical properties of reverse micelles depending on quantity and nature of organic polar solvent was also included in the thesis. The investigation of volumetric (apparent molar volume, limiting apparent molar volume) and transport (viscosity, conductivity percolation) properties was carried out. N-heptane/AOT/polar phase reverse micelles were also studied via spectroscopic methods, particularly absorption, steady-state fluorescence spectra and fluorescence anisotropy measurements, using acridine orange base (AOB) as molecular probe. In order to study the photophysical properties of AOB in micellar system it is required to study the same properties of AOB in water, DMSO and water+DMSO homogeneous solutions. Using spectroscopic methods the micropolarity, microviscosity of micellar core and rigidity of micellar interface depending on nanopool size, quantity and nature of organic polar solvents were also revealed. It was also revealed that with the increase of surfactant concentration the intermicellar interactions strengthen and the aggregation of micelles occurs. The strength of these interactions increases in the following order DMSO – DESO – DMF – ACN. From the plots of relative viscosity versus volume fraction of micelles it was shown that micelles have spherical shape only at small concentrations of AOT. With the increase of surfactant concentration the shape of micelles changes and the formation of micellar aggregates takes place. At the presence of DESO the deviation of above mentioned dependence from linearity is more prominent.

    Item Type: Thesis (PhD)
    Additional Information: Ն-հեպտան-ԱՕՏ (նատրիումի դիօկտիլ սուլֆոսուկցինատ)-բևեռային ֆազ շրջված միցելային համակարգերի ֆիզիկաքիմիական ուսումնասիրությունը: Physicochemical study of n-heptane-AOT (dioctyl sulfosuccinate sodium salt)-polar phase reverse micellar systems.
    Uncontrolled Keywords: Շահինյան Գոհար Աշոտի, Shahinyan Gohar A.
    Subjects: Chemistry
    Divisions: UNSPECIFIED
    Depositing User: NLA Circ. Dpt.
    Date Deposited: 23 Oct 2018 10:54
    Last Modified: 03 Nov 2018 12:24
    URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/7783

    Actions (login required)

    View Item