Лекция ведущего ученого Львова Юрия Михайловича на тему «Композитная сборка глиняных нанотрубок: функциональные биопокрытия и мезокатализ»
Аннотация
Мы разработали самосборку глиняных нанотрубок для производства организованных органических/ неорганических гетероструктур. Эти 50-нм диаметром и 1 мкм длиной алюмосиликатные трубки позволяют 10-20 вес % загрузку металлов, красителей, лекартств или других химических веществ; нанотрубки могут быть также собраны в упорядоченных массивах на интерфейсах и поверхностях. Нанотрубки галлаузита безопасны, доступны в тысячах тонн как природный материал, который не вреден для окружающей среды и позволяет «зеленую» химическую обработку на водной основе. Биопокрытия: самосборка галлаузита на волосах и шерстяных волокнах позволяет провести глиняное покрытие толщиной 3-4 мкм. Заагрузка красителя или лекарств в эти нанотрубки применяемые из водного дисперсии обеспечивает стабильную окраску волос и антимикробный эффект. Глиняные нанотрубки были также использованы в ориентированных покрытиях для стволовых клеток произведенных кистью с помощью сдвига силы. Пикеринг эмульсии галлаузитым покрытием применялись для ликвидации разливов нефти.
Мезокатализаторы
2-5 нм диаметра металлические частицы (Au, Ag, Co, Ru, Fe2O3, Cu-Ni и CdS) были синтезированы внутри и вовне этих алюмосиликатных нанотрубок. Для высокоэффективного катализа гидрогенизации бензола, фенола и производства водорода мы оптимизировали архитектуру трубочной оболочки, а также размер металлических частиц а также плотность их нанесения. Новая стратегия самосборки для мезо-кремнеземных катализаторов на глиняных нанотрубках существенно улучшила MCM-41 материал. Такой композит MCM-41 / галлаузит стабилен до 1100 градусов по Цельсию и давлении до 500 МПа из-за встроенных прочных керамических нанотрубок. Мы продемонстрировали 25 % снижение содержания серы в жидких продуктах вакуумного газо-масляного каталитического крекинга нефти. Металло-керамические системы ядро-оболочка являются перспективными для мезокаталитических систем, при этом металлы размещались выборочно снаружи или внутри нанотрубок.
- Y. Lvov, W. Wang, R. Fakhrullin, Adv. Mater., v.28, 1227–1250, 2016, «Halloysite Clay Nanotubes for Loading and Sustained Release of Functional Compounds»
- A. Panchal, G. Fakhrullin, Y. Lvov, Nanoscale, v.10, 18205 — 18216, 2018, «Clay nanotube hair self-assembly coating for coloring and drug delivery» and X. Zhao, M. Liu, Y. Lvov, et al, Small, v.15, 1900357, 2019, «Clay nanotube aligned with shear forces for stem cells patterning.»
- V. Vinokurov, Y. Lvov, et al, Chem. Bull. Japan, v.92, 61, 2019, «Core-shell clay nanotubes with inside/outside ruthenium deposition: catalytic activity for aromatics hydrogenation,» and A. Glotov, Y. Lvov, et al Chem. Comm, v.55, 5507, 2019, «Templated self-assembly of ordered mesoporous silica on clay nanotubes.»
