Российские химики разработали селективные сорбенты на основе кластеров бора

Исследователи ИОНХ РАН совместно с коллегами из НМИЦ онкологии имени Н. Н. Блохина, МИФИ и ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии РАН разработали новый класс гибридных сорбентов. Материалы представляют собой силикагель, поверхность которого модифицирована кластерами бора.

Сорбенты применяют в хроматографии для разделения сложных смесей и очистки соединений. Обычный силикагель доступен и широко используется в лабораторной практике, но его селективность ограничена: он не всегда эффективно связывает определенные небольшие молекулы и ионы.

Авторы предложили два способа закрепления кластеров бора на поверхности силикагеля. В первом случае основой служит аминосиликагель с аминогруппами, которые работают как связующее звено. При нагревании они вступают в реакцию с производным клозо-додекаборатного аниона, формируя прочную ковалентную связь.

Во втором случае сначала модифицируют сам кластер бора с помощью (3-аминопропил)триэтоксисилана. Затем полученное соединение закрепляют на силикагеле методом золь-гель-конденсации. В результате между кластером и матрицей также образуются ковалентные связи, повышающие устойчивость материала в рабочих условиях.

По оценке разработчиков, модифицированный силикагель может более избирательно связывать ионы редких и редкоземельных элементов, комплексы переходных металлов и другие соединения, которые трудно разделять с помощью традиционных сорбционных фаз. Это может повысить точность анализа сложных смесей и эффективность выделения отдельных компонентов.

Для отрасли переработки вторичного сырья такие материалы представляют потенциальный интерес как инструмент анализа и селективного извлечения ценных компонентов из многокомпонентных потоков. Это особенно важно для сырья, в котором целевые металлы присутствуют в небольших концентрациях или вместе с близкими по свойствам примесями.

Разработка также может найти применение при контроле загрязнителей и исследовании технологических растворов. Однако возможность использования новых сорбентов в промышленных процессах будет зависеть от их устойчивости, емкости, стоимости и способности сохранять селективность при многократных циклах работы.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России.

Фото: Минобрнауки РФ