Protection of Metals and Physical Chemistry of SurfacesProtection of Metals and Physical Chemistry of SurfacesФизикохимия поверхности и защита материалов0044-18563034-6479The Russian Academy of Sciences69574510.31857/S0044185625040061НАНОРАЗМЕРНЫЕ И НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ПОКРЫТИЯResearch ArticleКаталитические адсорбенты на основе сверхсшитых полимеров с иммобилизованными наночастицами платиныКаталитические адсорбенты на основе сверхсшитых полимеров с иммобилизованными наночастицами платиныPastukhovA. V.ПастуховА. В.avpastukhov@mail.ruFederal State Budget Scientific Institution Institute of Elemento-organic Compounds named after A.N. Nesmeyanov RASФедеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН15082025614VOL 61, NO4 (2025)ТОМ 61, №4 (2025)37938802112025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://bioethicsjournal.ru/0044-1856/article/view/695745

Получены нанокомпозитные адсорбенты на основе сверхсшитых полимеров с иммобилизованными частицами платины. Наночастицы платины введены в пористую структуру адсорбента Macronet и синтезированного сверхсшитого стирол-дивинилбензольного сополимера методом химического восстановления. В адсорбентах методом просвечивающей электронной микроскопии идентифицированы наночастицы платины размером 3.8 ± 0.8 нм (Macronet) и 2.6 ± 1 нм (сверхсшитый сополимер). Параметры пористой структуры нанокомпозитных адсорбентов рассчитаны по результатам исследований методом адсорбции азота и диоксида углерода. Адсорбенты обладают развитой системой пор, включающей определенные размерные фракции микро- и мезопор. Для адсорбента Macronet характерны фракции 0.7–1.8 нм и 2.5 нм, для сверхсшитого сополимера фракции 1.7–2.7 нм и 3.1–4.8 нм. Суммарная удельная поверхность пор этих адсорбентов 400 и 300 м2/г, мезопор 60 и 180 м2/г, ультрамикропор 0.6–0.8 нм 600 и 270 м2/г. Композитные адсорбенты с наночастицами платины эффективно катализируют окисление метанола в водном растворе, многократно снижая его концентрацию от 475 до безопасного уровня 3 мг/л.

Получены нанокомпозитные адсорбенты на основе сверхсшитых полимеров с иммобилизованными частицами платины. Наночастицы платины введены в пористую структуру адсорбента Macronet и синтезированного сверхсшитого стирол-дивинилбензольного сополимера методом химического восстановления. В адсорбентах методом просвечивающей электронной микроскопии идентифицированы наночастицы платины размером 3.8 ± 0.8 нм (Macronet) и 2.6 ± 1 нм (сверхсшитый сополимер). Параметры пористой структуры нанокомпозитных адсорбентов рассчитаны по результатам исследований методом адсорбции азота и диоксида углерода. Адсорбенты обладают развитой системой пор, включающей определенные размерные фракции микро- и мезопор. Для адсорбента Macronet характерны фракции 0.7–1.8 нм и 2.5 нм, для сверхсшитого сополимера фракции 1.7–2.7 нм и 3.1–4.8 нм. Суммарная удельная поверхность пор этих адсорбентов 400 и 300 м2/г, мезопор 60 и 180 м2/г, ультрамикропор 0.6–0.8 нм 600 и 270 м2/г. Композитные адсорбенты с наночастицами платины эффективно катализируют окисление метанола в водном растворе, многократно снижая его концентрацию от 475 до безопасного уровня 3 мг/л.

сверхсшитые полимерыстирол-дивинилбензольный сополимерпористая структура полимеровнаночастицы платиныкаталитическое окисление метанолаИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 25-23-00069, https://rscf.ru/project/25-23-00069/. Автор выражает благодарность за проведенные исследования по характеризации полученных материалов Центру исследования строения молекул ИНЕОС РАН Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.Davankov V., Tsyurupa M.P. // Hypercrosslinked Polymeric Networks and Adsorbing Materials: Synthesis, Properties, Structure, and Applications. Saint Louis: Elsevier Science. 2014.Tsyurupa M.P., Pastukhov A.V., Blinnikova Z.K., Pavlova L.A., Il’in M.M., Davidovich Yu.A., Davankov V.A. // Hypercrosslinked Polystyrene: a New Life of the old Polymer. Chapter 7 in Polystyrene; Synthesis, Characterizations, Applications / Ed. by C. Lynwood, N.Y.: Nova. 2014.Цюрупа М.П., Блинникова З.К., Проскурина Н.А., Пастухов А.В., Павлова Л.А., Даванков В.А. // Российские нанотехнологии. 2009. Т. 4. № 9–10. С. 109.Huang J., Turner S. R. // Polymer Reviews. 2018. V. 58. № 1. P. 1.Li C., Che W., Liu S.-Y., Liao G. // Materials Today Chemistry. 2023. V. 29. P. 101392.Castaldo R., Gentile G., Avella M., Carfagna C., Ambrogi V. // Polymers. 2017. V. 9. № 12. P. 651.Fontanals N., Marcé R. M., Borrull F., Cormack P.A. // Polymer Chemistry. 2015. V. 6. № 41. P. 7231.Ahmadi Y., Kim K.H. // Polymer Reviews. 2023. V. 63. № 2. P. 365.Xu S., Luo Y., Tan B. // Macromol. Rapid Commun. 2013. V. 34. P. 471.Tan L., Tan B. // Chemical Society Reviews. 2017. V. 46. № 11. P. 3322.Luo Y., Mei Y., Xu Y., Huang K. // Nanomaterials. 2023. V. 13. № 18. P. 2514.Polymeric Adsorbent Resins for Industrial Applications. London: Purolite Corporation. 2021.Nazarenko Y., Narayanan C., Szeptycki H., Kayium A., Ariya P.A. // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2021. V. 60. № 10. P. 3969.Pastukhov A.V. // Reactive and Functional Polymers. 2021. V. 160. P. 104823.Pastukhov A.V., Davankov V.A., Lubentsova K.I., Kosandrovich E.G., Soldatov V.S. // Russian Journal of Physical Chemistry A. 2013. V. 87. № 10. P. 1702.Pastukhov A.V., Davankov V.A., Volkov V.V., Amarantov S.V., Lubentsova K.I. // Journal of Polymer Research. 2014. V. 21. № 406. P. 1.Pastukhov A.V., Davankov V.A. // Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Physics. 2011. V. 75. № 9. P. 1248.Liu F., Liang W., He J., Lei Y., Tian Z., Sun H., Li J., Zhu Z., Li. A. // Polymer. 2021. V. 231. P. 124115.Sidorov S.N., Volkov I.V., Davankov V.A., Tsuyrupa M.P., Valetsky P.M., Bronstein L.M., Karlinsey R., Zwanziger J.W., Matveeva V.G., Sulman E.M., Lakina N.V., Wilder E.A., Spontak R.J. // Journal American Chemical Society. 2001. V. 123. P. 10502.Бронштейн Л.М., Сидоров С.Н., Валецкий П.М. // Успехи химии. 2004. Т. 73. № 5. С. 542.Davankov V.A., Pastukhov A.V., Tsyurupa M.P. // Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics. 2000. V. 38. № 11. P. 1553.Lowell S., Shields J.E., Thomas M.A., Thommes M. // Characterization of Porous Solids and Powders: Surface Area, Pore Size, and Density. Springer. 2004.Pastukhov A.V. // European Polymer Journal. 2020. V. 124. P. 109480.Neimark A.V, Lin Y., Ravikovitch P.I., Thommes M. // Carbon. 2009. V. 47. № 7. P. 1617.