ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛИМЕРНЫХ МИКРОГЕЛЕЙ-КАТАЛИЗАТОРОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕЖФАЗНОГО КАТАЛИЗА
- Авторы: Анахов М.В.1, Гумеров Р.А.1, Потемкин И.И.1
-
Учреждения:
- Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова. Физический факультет
- Выпуск: Том 65, № 1 (2023)
- Страницы: 110-121
- Раздел: Статьи
- URL: https://freezetech.ru/2308-1147/article/view/674811
- DOI: https://doi.org/10.31857/S2308114723700218
- EDN: https://elibrary.ru/HOITKS
- ID: 674811
Цитировать
Аннотация
С помощью компьютерного моделирования методом диссипативной динамики частиц исследовано влияние архитектуры и состава гидрофильного микрогеля-катализатора на скорость межфазной каталитической реакции, проходящей на границе вода–масло с участием реагентов, растворенных в противоположных фазах. Показано, что снижение плотности сшивки микрогеля, наличие полости в его архитектуре и увеличение ее размера, добавление в состав макромолекулы гидрофобных сомономеров, а также возрастание степени растворимости сетчатой макромолекулы в масле способствуют повышению скорости каталитической реакции за счет увеличения площади контакта вода–масло–микрогель и росту числа контактов реагентов и каталитических групп. Однако в случае амфифильных и растворимых в обеих фазах микрогелей ускорение реакции сдерживается низкой скоростью диффузии реагентов и быстрым уменьшением концентрации реагентов в окрестности каталитических центров.
Об авторах
М. В. Анахов
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова. Физический факультет
Email: igor@polly.phys.msu.ru
Россия,
119991, Москва, Ленинские горы 1, стр. 2
Р. А. Гумеров
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова. Физический факультет
Email: igor@polly.phys.msu.ru
Россия,
119991, Москва, Ленинские горы 1, стр. 2
И. И. Потемкин
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова. Физический факультет
Автор, ответственный за переписку.
Email: igor@polly.phys.msu.ru
Россия,
119991, Москва, Ленинские горы 1, стр. 2
Список литературы
- Karg M., Pich A., Hellweg T., Hoare T., Lyon L.A., Crassous J.J., Suzuki D., Gumerov R.A., Schneider S., Potemkin I.I., Richtering W. // Langmuir. 2019. V. 35. № 19. P. 6231.
- Anakhov M.V., Gumerov R.A., Potemkin I.I. // Mendeleev Commun. 2020. V. 30. № 5. P. 555.
- Richtering W. // Langmuir. 2012. V. 28. № 50. P. 17218.
- Li Z., Ngai T. // Nanoscale. 2013. V. 5. № 4. P. 1399.
- Wechsler M.E., Stephenson R.E., Murphy A.C., Oldenkamp H.F., Singh A., Peppas N.A. // Biomed. Microdevices. 2019. V. 21. № 2. P. 31.
- Dirksen M., Dargel C., Meier L., Brändel T., Hellweg T. // Colloid Polym. Sci. 2020. V. 298. № 6. P. 505.
- Van Tran V., Park D., Lee Y.C. // Environ. Sci. Pollut. Res. 2018. V. 25. № 25. P. 24569.
- Naseem K., Hussain Farooqi Z., Zia Ur Rehman M., Atiq Ur Rehman M., Ghufran M. // Rev. Chem. Eng. 2019. V. 35. № 2. P. 285.
- Kozhunova E.Y., Komarova G.A., Anakhov M.V., Gumerov R.A., Potemkin I.I. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2022. V. 14. № 51. P. 57244.
- Wiese S., Spiess A.C., Richtering W. // Angew. Chem. Int. Ed. 2013. V. 52. № 2. P. 576.
- Ajmal M., Demirci S., Siddiq M., Aktas N., Sahiner N. // New J. Chem. 2016. V. 40. № 2. P. 1485.
- Shah L.A., Haleem A., Sayed M., Siddiq M. // J. Environ. Chem. Eng. 2016. V. 4. № 3. P. 3492.
- Borrmann R., Palchyk V., Pich A., Rueping M. // ACS Catal. 2018. V. 8. № 9. P. 7991.
- Tan K.H., Xu W., Stefka S., Demco D.E., Kharandiuk T., Ivasiv V., Nebesnyi R., Petrovskii V.S., Potemkin I.I., Pich A. // Angew. Chemie Int. Ed. 2019. V. 58. № 29. P. 9791.
- Kleinschmidt D., Fernandes M.S., Mork M., Meyer A.A., Krischel J., Anakhov M.V., Gumerov R.A., Potemkin I.I., Rueping M., Pich A. // J. Colloid Interface Sci. 2020. V. 559. P. 76.
- Kleinschmidt D., Nothdurft K., Anakhov M.V., Meyer A.A., Mork M., Gumerov R.A., Potemkin I.I., Richtering W., Pich A. // Mater. Adv. 2020. V. 1. № 8. P. 2983.
- Sabadasch V., Dirksen M., Fandrich P., Cremer J., Biere N., Anselmetti D., Hellweg T. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2022. V. 14. № 43. P. 49181.
- Dubey N.C., Gaur D., Tripathi B.P. // J. Polym. Sci. 2023.
- Gumerov R.A., Rumyantsev A.M., Rudov A.A., Pich A., Richtering W., Möller M., Potemkin I.I. // ACS Macro Lett. 2016. V. 5. № 5. P. 612.
- Bochenek S., Camerin F., Zaccarelli E., Maestro A., Schmidt M.M., Richtering W., Scotti A. // Nat. Commun. 2022. V. 13. № 1. P. 3744.
- Gumerov R.A., Filippov S.A., Richtering W., Pich A., Potemkin I.I. // Soft Matter. 2019. V. 15. № 19. P. 3978.
- Gumerov R.A., Anakhov M.V., Potemkin I.I. // Dokl. Chem. 2023. accepted.
- Hoogerbrugge P.J., Koelman J.M.V.A. // Europhys. Lett. 1992. V. 19. № 3. P. 155.
- Español P., Warren P. // Europhys. Lett. 1995. V. 30. № 4. P. 191.
- Groot R.D., Warren P.B. // J. Chem. Phys. 1997. V. 107. № 11. P. 4423.
- Biglione C., Neumann-Tran T.M.P., Kanwal S., Klinger D. // J. Polym. Sci. 2021. V. 59. № 22. P. 2665.
- Goicochea A.G., Romero-Bastida M., López-Rendón R. // Mol. Phys. 2007. V. 105. № 17–18. P. 2375.
- Thompson A.P., Aktulga H.M., Berger R., Bolintineanu D.S., Brown W.M., Crozier P.S., in ’t Veld P.J., Kohlmeyer A., Moore S.G., Nguyen T.D., Shan R., Stevens M.J., Tranchida J., Trott C., Plimpton S.J. // Comput. Phys. Commun. 2022. V. 271. P. 108171.
- Wang H. // Catalysts. 2019. V. 9. № 3. P. 244.
- Kaneko S., Kumatabara Y., Shirakawa S. // Org. Biomol. Chem. 2016. V. 14. № 24. P. 5367.
- Vianello C., Piccolo D., Lorenzetti A., Salzano E., Maschio G. // Ind. Eng. Chem. Res. 2018. V. 57. № 34. P. 11517.
- Schmidt F., Cokoja M. // Green Chem. 2021. V. 23. № 2. P. 708.
- Stukowski A. // JOM. 2014. V. 66. № 3. P. 399.
- Nayak S., Gan D., Serpe M.J., Lyon L.A. // Small. 2005. V. 1. № 4. P. 416.
- Geisel K., Rudov A.A., Potemkin I.I., Richtering W. // Langmuir. 2015. V. 31. № 48. P. 13145.
- Voevodin V.V., Antonov A.S., Nikitenko D.A., Shvets P.A., Sobolev S.I., Sidorov I.Y., Stefanov K.S., Voevodin V.V., Zhumatiy S.A. // Supercomput. Front. Innov. 2019. V. 6. № 2. P. 4.
Дополнительные файлы
