Кравченко А. А. Теоретичне моделювання взаємодії поверхні наночастинок кремнезему з водними розчинами електролітів

Знайдено рівноважну будову відповідних адсорбційних комплексів, а також структури активаційних комплексів, які утворюються при переходах між молекулярним станом та станом з просторово розділеними зарядами, що дозволило визначити енергії депротонування силанольної групи поверхні не лише з урахуванням енергії, витраченої на руйнування зв'язку ?Si-OH, а й взяти до уваги енергію гідратації протона. У межах розвинутої моделі показано, що адсорбція деяких катіонов лужних металів на поверхні кремнезему відбувається переважно на депротонованих силанольних групах в результаті іонного обміну. При цьому відбувається зсув протолітичної рівноваги поверхневих груп. Розрахунки свідчать про утворення катіонної форми силанольної групи при контакті поверхні кремнезему з кислим середовищем. Коефіцієнт її депротонування визначається природою аніона та зростає за абсолютною величиною при збільшенні його радіуса. Запропонована модель дозволяє розрахувати значення точки нульового заряду поверхні кремнезему в присутності на ній адсорбційних комплексів різної природи. В рамках узагальненої моделі гідратованих адсорбційних комплексів сполук лужних металів у молекулярному стані та стані з розділеними зарядами за участі молекул Н2О та силанольних груп поверхні кремнезему розраховане значення рКМе, яке збільшується в ряду Li<Na<K, що відповідає експериментальним даним.