Дисертацію присвячено створенню фізико-хімічних основ одержання кремнеземних мікросфер, магнітокерованих носіїв та мембран з полісилоксановими покриттями, що містять 3-амінопропільні, 3-меркаптопропільні та тіокарбамідні групи. Показано, що аміногрупи на кремнеземних сферах протоновані і, за відсутності інших груп, є гідролітично нестійкі, частково недоступні для взаємодій. Введення ж метильних або фенільних груп разом з аміногрупами на поверхню перешкоджає надходженню молекул води до аміногрупи, утворенню водневих зв’язків між аміногрупами або з силанольними групами, і тому вони стабільні у водних розчинах і вільні для взаємодій. Проведені дослідження виявили, що застосування біс-силанів як структуруючих агентів, може впливати на структурно-сорбційні характеристики матеріалів, але самі гідрофобні містки незначно змінюють гідрофільно-гідрофобний баланс поверхні через наявність великої кількості нескондесованих силанольних груп. Продемонстрована ефективна адсорбція Cu(ІІ), Eu(ІІІ), Ag(І), Pb(ІІ), Pd(ІІ), Ni(ІІ), органічних барвників, альбуміну і уреази на кремнеземних мікросферах, магнітокерованих частинках та композитах мембран з аміногрупами. Доведено, що кремнеземні частинки, які містять амінокомплекси йонів міді на поверхні проявляють високу антибактеріальну активність.
Встановлено, що на відміну від інших силанів, 3-меркаптопропілтри-метоксисилан формувє частинки без структуруючих агентів з великою кількістю меркаптогруп груп, причому тіольні групи в такому випадку нестійкі і утворюють дисульфідні групи на поверхні. Щоб зберегти на поверхні 3-меркаптопропільні групи, здатні до йоно-обмінних взаємодій, показана необхідність введення вуглеводневих груп на поверхню або силани з органічними містками, які перешкоджають взаємодії груп між собою. Зразки кремнеземних сфер, магнітні носії і мембрани з тіольною групою адсорбують велику кількість йонів важких металів (Pb2+, Ag+, Hg2+, Cd2+, Cu2+). Магнітний зразок з тіольною і пропільною групою очищує стічну воду з гірничодобувного підприємства від йонів металів сумарно більше ніж на 50% і така адсорбція не є селективною. Синтезовані біокаталізатори, одержані зв’язуванням уреази з поверхнею магнітного носія з меркаптогрупами, розкладають сечовину в 40 циклах до ГДК сечовини для водних об’єктів господарсько-питного водопостачання, а на основі композитів магнетит/кремнезем з 3-амінопропільною групою проявляють активність при наявності мікрокількостей йонів міді і ртуті.
Одностадійні методики одержання кремнеземних непористих і мезопоруватих сфер з тіокарбамідними групами були розроблені. Продемонстровано високі значення сорбційної ємності таких кремнеземів по відношенню до йонів ртуті і срібла, а також можливість концентрувати мікрокількості срібла без регенерації адсорбента. Було встановлено, що в кислому середовищі тіокарбамідна група існує в тіольній таутомерній формі, а в нейтральному - в тіонній, і це визначає тип взаємодії її з металами.
Ключові слова: 3-амінопропільні групи; 3-меркаптопропільні групи; тіокарбамідні групи; будова поверхневого шару; непоруваті і поруваті кремнеземні частинки; магнітокеровані композити магнетит/кремнезем; функціоналізовані керамічні мембрани; адсорбція; важкі метали; альбумін; уреаза; катіонні і аніонні барвники.
