Особенности адсорбционно-химических и антифрикционных свойств металлов, содержащих на поверхности низкоразмерные формы аммониевых соединений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат наук Камалова, Татьяна Геннадьевна

• Камалова, Татьяна Геннадьевна
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Камалова, Татьяна Геннадьевна

Оглавление

ГЛАВА 1 Гидрофильно-липофильные свойства металлов с аммониевыми соединениями на поверхности. Связь с антифрикционным эффектом в трибосистемах

1.1 Адсорбция. Адсорбционное взаимодействие четвертичных соединений аммония (ЧСА) с поверхностью различных веществ

1.1.1 Адсорбционное взаимодействие ЧСА с твердой поверхностью

1.2 Традиции в исследовании низкоразмерных систем и связь с современными работами

1.3 Адсорбция воды на металлических порошках с нанесенными ЧСА

1.4 Связь антифрикционных и водоотталкивающих свойств металлов

1.5 Физические и физико-химические аспекты движения твердых тел в жидкой среде (масле)

ГЛАВА 2 Объекты и методы исследования

2.1 Исходные материалы, реактивы. Методики адсорбции

2.2 Физические и физико-химические методы исследования и испытаний

3.1 Особенности адсорбции паров воды порошками на основе алюминия

3.2 Временная зависимость водоотталкивающих свойств порошков на основе алюминия

3.3 Взаимосвязь антифрикционных свойств и стабильности водоотталкивающего эффекта для дисперсных металлов на основе алюминия

3.4 Влияние хемосорбции аммониевых соединений на скорость движения компактных металлических образцов в жидкой среде

Заключение

Список литературы

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Особенности адсорбционно-химических и антифрикционных свойств металлов, содержащих на поверхности низкоразмерные формы аммониевых соединений»

Введение

Актуальность темы работы. Изучение свойств низкоразмерных систем при различных внешних воздействиях, стабильности адсорбционных и трибохимических свойств веществ при повышенных давлениях и в различных средах остается важнейшей областью исследований современной физической химии. Востребованность проведения подобных исследований для дисперсных и компактных металлов, содержащих на поверхности адсорбированные соединения, способные к донорно-акцепторному взаимодействию, обусловлена значимостью соответствующих металлических материалов для ряда областей науки и техники. В частности, адсорбционно-модифицированные порошки алюминия и меди представляют интерес для электроники, в качестве полезных добавок к смазкам, материала для изготовления нагревательных элементов в печах (медь). Достаточно привлекательным и малоизученным подходом для снижения сопротивления среды при движении в жидкости твердых тел является формирование их поверхности путем хемосорбции на металле низкоразмерных слоев гидрофобных аммониевых соединений.

Выявление особенностей адсорбционных и антифрикционных свойств металлов во взаимосвязи с химическим составом и строением низкоразмерных форм аммониевых соединений на поверхности необходимо для понимания механизма физико-химических процессов, протекающих на границе раздела металл - жидкая среда.

Степень разработанности темы. В последнее десятилетие показано, что последовательная (совместная) хемосорбция на ряде металлов триамона и алкамона - препаратов на основе четвертичных соединений аммония (ЧСА) с разноразмерными молекулами - приводит к сложно-немонотонным (часто с экстремумами) зависимостям между физико-химическими свойствами металлов и является эффективным методом регулирования водоотталкивающих, антифрикционных свойств поверхности металла и его скорости окисления на воздухе.

Однако, до сих пор недостаточно изучен механизм взаимосвязи максимального антифрикционного эффекта в А1-содержащих трибосистемах с водоотталкивающими свойствами А1-добавки, содержащей на поверхности адсорбированные аммониевые соединения, а также - не получены и не интерпретированы точные уравнения, аппроксимирующие временную зависимость названных свойств при длительном взаимодействии образцов с насыщенными парами воды. Кроме того, на момент начала данной работы не было исследовано влияние состава и строения соединений, адсорбированных на поверхности компактного металла, на скорость движения соответствующих металлических образцов в жидкой среде (например, при их осаждении в масле).

Цель исследования состояла в том, чтобы установить и описать особенности адсорбционно-химических и антифрикционных свойств металлов (А1, Си, Fe), содержащих на поверхности низкоразмерные формы аммониевых соединений, и предложить физико-химический механизм наблюдаемых эффектов.

Основные задачи исследования:

1. Проанализировать независимыми методами (акустическим и на двух разных машинах трения) воспроизведение антифрикционного эффекта в А1-содержащих трибосистемах для системы с добавкой алюминия, на поверхность которого путем совместной адсорбции из газовой фазы нанесены триамон и алкамон.

2. Рассмотреть влияние водоотталкивающих свойств дисперсной А1-добавки и стабильности этих свойств во времени на величину интегрального показания трения.

3. Предложить описание нелинейной временной зависимости водоотталкивающих свойств образцов при длительной экспозиции в насыщенных парах воды для алюминия, содержащего на поверхности адсорбированные низкоразмерные формы аммониевых соединений.

4. Установить влияние адсорбции аммониевых соединений на поверхности компактных металлических образцов на скорость их осаждения в жидком масле и взаимосвязь скорости с составом, строением поверхностного слоя и гидрофобностью образцов.

Научная новизна:

Впервые для описания осцилляции свойств во времени, наблюдаемых на опыте для металлических образцов, содержащих на поверхности аммониевые соединения, предложено аналитическое выражение с использованием функции Гаусса. Сложно-немонотонная временная зависимость водоотталкивающих свойств дисперсного алюминия с адсорбированным триамоном при длительной экспозиции в насыщенных парах воды (не менее 320 часов) аппроксимирована суперпозицией логарифмической, параболической функций и функции Гаусса. Экспериментально подтверждена взаимосвязь между интенсивностью антифрикционного эффекта в А1-содержащих трибосистемах и водоотталкивающими свойствами А1-добавки к смазке. Синергетическое снижение интегрального показателя трения (силы трения) в системе с А1-добавкой, обладающей наиболее стабильным во времени водоотталкивающим эффектом, связано с особенностями строения поверхности металла, сформированной при совместной адсорбции разноразмерных молекул аммониевых соединений. Выявлено влияние адсорбции триамона и алкамона, нанесенных на поверхность стали или меди по разным программам, на скорость осаждения компактных металлических образцов в среде масла. Механизм увеличения скорости интерпретирован с учетом снижения сопротивления жидкой среды при гидрофобизации поверхности образцов.

Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные результаты развивают представления о механизме формирования адсорбционно-химических свойств и антифрикционных характеристик поверхности дисперсных и компактных металлов с нанесенными

разноразмерными молекулами аммониевых соединений, уточняют условия возникновения синергетических эффектов по названным свойствам, роль межмолекулярных взаимодействий на границе раздела фаз и хемосорбции веществ на металле, а также - расширяют научные основы синтеза низкоразмерных материалов с регулируемыми свойствами.

Разработанные методики отбора дисперсных металлических присадок к смазке представляют интерес и уже используются на ряде предприятий для увеличения ресурса работы трансмиссии в узлах промышленного оборудования. Предложения по снижению сопротивления среды путем адсорбции аммониевых соединений на движущихся в этой среде металлических объектах перспективны для увеличения производительности машин и устройств, работающих под водой, переданы в ОАО «Гидроприбор» и рекомендованы для включения в государственную программу по освоению шельфовых месторождений.

Методология и методы исследования. Адсорбцию триамона и алкамона на дисперсных и компактных металлах осуществляли из газовой фазы при температуре 20±20С. В качестве дисперсного металла использовали А1-пудру ПАП-2. Образцы сферической формы компактных металлов представляли собой металлическую дробь двух видов: стальную дробь или дробь с внешним покрытием из меди заводского изготовления. Состав и строение исходных металлов и металлов, содержащих адсорбированные аммониевые соединения, контролировали методами РФЭ-, ЕЭХ-спектроскопии, рентгенофлюрисцентного анализа и электронной микроскопии.

Водоотталкивающие свойства (в.с.) дисперсных объектов определяли, исходя из измеренной величины адсорбции паров воды (а) при относительном давлении р/р0=0,98±0,02. Об относительной величине в.с. судили по значению 1/а. Водоотталкивающие (гидрофобные) свойства компактных металлов оценивали по величине краевого угла смачивания водой. Трибологические свойства пары трения (металл-металл) со смазкой,

содержащей адсорбционно-модифицированные Al-порошки, измеряли акустическим методом (определение интегрального показателя трения D) и на двух разных машинах трения (ДМ-29М и МТУ-01). Об усилении антифрикционного эффекта судили по уменьшению величины D (акустический метод), по снижению силы и коэффициента трении (ДМ-29М) или момента силы трения (МТУ-01). В качестве основы смазки использовали масло И-20. Измерение скорости движения металлических образцов сферической формы при осаждении в среде масла осуществляли на стандартной установке Стокса в лаборатории механики и молекулярной физики СПГУ. Математическую обработку результатов и построение зависимостей проводили с применением вычислительных пакетов MathCad и Origin 6.0.

Положения, выносимые на защиту:

1. Обнаружение синергетического усиления антифрикционного эффекта, измеряемого по снижению интегрального показателя трения, коэффициента трения и силы трения в трибосистеме со смазкой с добавками дисперсного алюминия, содержащего совместно адсорбированные триамон и алкамон, и обоснование взаимосвязи этого эффекта с водоотталкивающими свойствами добавки и длительной стабильностью данных свойств во времени.

2. Формула на основе логарифмической, параболической функций и функции Гаусса позволяет существенно повысить точность описания осцилляции водоотталкивающих свойств, характерной для алюминия с хемосорбированным триамоном при длительной выдержке в насыщенных парах воды.

3. Закономерность влиянии адсорбции на металле (медь, сталь) разноразмерных молекул триамона (Т) и алкамона (А) на скорость осаждения компактных металлических образцов сферической формы в среде масла, которая заключается в том, что увеличению скорости способствует присутствие обоих адсорбатов (Т и А) на поверхности образцов,

повышающих их гидрофобные свойства; эффект усиливается после восстановительной обработки исходного металла.

Достоверность результатов обеспечена использованием в опытах надежных физических и физико-химических методов исследования, стандартной измерительной аппаратуры, согласованностью полученных результатов и их сопоставлением с литературными данными, а также независимым подтверждением ряда выводов диссертации в испытаниях при практической реализации результатов работы.

Реализация результатов работы. Методика получения и отбора стабильных при длительной эксплуатации А1-присадок, обеспечивающих максимальный антифрикционный эффект смазки, на основе гравиметрического контроля и предложенного математического описания поглощения паров воды присадками использована в ООО «МК Констракшн» (Москва) для увеличения ресурса работы трансмиссии в узлах промышленного оборудования, что подтверждено актом о внедрении с экономическим эффектом (Приложение Г).

Апробация работы была осуществлена на следующих конференциях: III, V, VII Всероссийские конференции «Физико-химические процессы в конденсированных средах и на межфазных границах» - "Фагран" (Воронеж, 2006, 2010, 2015), I и II Всероссийские конференции с международным интернет-участием «Nanoizh» (Ижевск, 2007, 2009), 7 Всероссийская конференция-школа «Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении (индустрия наносистем и материалы») (Воронеж, 2009), Российско-немецкая конференция по физике твердого тела (Астрахань, 2009), Международная конференция «Проблемы недропользования» (секция «Нанотехнологии, Санкт-Петербург, 2009, 2011) (Приложение А-В), XXXIX Международная научно-практическая конференция НЕДЕЛЯ НАУКИ» (Санкт-Петербург, 2010), Международный семинар-симпозиум «Нанофизика и Наноматериалы» (Санкт-Петербург, 2015).

Публикации по теме диссертации. Основное содержание работы отражено в 18 публикациях, в том числе в 6 статьях в журналах списка ВАК РФ.

Основные результаты представленной работы опубликованы в 18 трудах, в том числе, - в виде шести статей в научных журналах, являющихся изданиями, рекомендованными ВАК РФ, 4 статьи и 8 материалов и тезисов доклада в сборниках трудов всероссийских и международных конференций. Среди публикаций 2 статьи напечатаны в журнале «Конденсированные среды и межфазные границы» (КСМФ), рекомендованном ВАК РФ для защит кандидатских диссертаций на соискание ученой степени - кандидат наук, химические науки (приказ Минобрнауки России от 27.07.2014 №793 с изменениями, внесенными приказом Минобрнауки России от 03.06.2015 №560). Кроме того, еще одна статья опубликована в журнале «Химическая физика и мезоскопия» (ХФМ), также рекомендованном ВАК РФ. Оба журнала - КСМФ и ХФМ - публикуют статьи, посвященные анализу физико-химических процессов на границах раздела фаз (соответствует п.3 паспорта специальности 02.00.04) и реферируются в специализированной профессиональной базе Chemical Abstracts.

В соответствии с Положением о Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки Российской Федерации, утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации (Минобрнауки России) тема диссертации соответствует паспорту научной специальности 02.00.04 согласно:

п. 3. Установление закономерностей адсорбции на границе раздела фаз и формирования активных центров на таких поверхностях.

п. 5. Изучение физико-химических свойств систем в экстремальных условиях высоких температур и давлений.

п. 6. Неравновесные процессы пространственных и временных структур в неравновесных системах.

п. 10. Связь реакционной способности реагентов с их строением и условиями осуществления химической реакции.

п. 11. Физико-химические основы процессов химической технологии.

Диссертационное исследование выполнено при финансовой поддержке по проекту №1.13.08 АВЦП "Развитие научного потенциала высшей школы" (2009 - 2011), гранта Международного фонда "Поколение" (2011), а также в рамках тематического плана фундаментальных исследований по государственным заданиям Минобрнауки России, проекты №5279 и №8635 (2012 - 2013) и госконтракта №14.577.21.0127 по ФЦП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы".

ГЛАВА 1 Гидрофильно-липофильные свойства металлов с аммониевыми соединениями на поверхности. Связь с антифрикционным эффектом в трибосистемах

1.1 Адсорбция. Адсорбционное взаимодействие четвертичных соединений аммония (ЧСА) с поверхностью

различных веществ

Избыточная энергия, которой обладает поверхность веществ, в том числе твердых тел, обуславливает взаимодействие ее с частицами окружающей среды. Последние захватываются поверхностью, что снижает термодинамический потенциал системы и является энергетически выгодным. Этот процесс протекает самопроизвольно с положительным тепловым эффектом. Захват поверхностью раздела посторонних ей частиц называется адсорбцией, твердое тело - адсорбентом, а адсорбированное вещество адсорбатом [1, 2].

Поверхность металла в любой среде, кроме высокого вакуума, покрыта слоем адсорбента, оказывающего влияние на многие процессы с использованием металлов (катализ, коррозия, трение и др.). На воздухе поверхность металла адсорбирует, главным образом, кислород и водяной пар. Адсорбционный слой меняет реакционную способность поверхности металла, в частности, при взаимодействии с кислородом и влагой. Непосредственной причиной адсорбции являются вандерваальсовые силы и силы химического взаимодействия. В зависимости от природы связей адсорбат - адсорбент различают два типа адсорбции:

а) физическую (вандерваальсову) адсорбцию, которая характеризуется обычно большой скоростью установления равновесия и сопровождается сравнительно небольшим тепловым эффектом, близким к теплоте конденсации адсорбата.

б) химическую адсорбцию или хемосорбцию, протекающую с меньшей скоростью, экспоненциально зависящей от температуры.

Последнее указывает на значительную энергию активации адсорбции, свойственную и обычным химическим реакциям. Хемосорбцию иногда называют активированной адсорбцией. Она сопровождается более высоким тепловым эффектом, близким тепловому эффекту химической реакции между абсорбентом и адсорбатом. При физической адсорбции толщина слоя адсорбата может достигать нескольких молекул (многослойная адсорбция). Нередко на хемосорбированном мономолекулярном слое происходит физическая многослойная адсорбция [3] .

Адсорбционная частица, например молекула воды, преодолев силы притяжения, может покинуть адсорбционный слой. Последний процесс -десорбция - тем вероятнее, чем меньше концентрация адсорбата у поверхности и чем менее прочна связь между адсорбентом и адсорбатом. Адсорбционное равновесие отвечает равенству скоростей абсорбции и десорбции.

Количество адсорбированного вещества g, отнесенное к единице поверхности или единицы массы порошка адсорбента, зависит от температуры (Т) и концентрации адсорбата. Связь между концентрацией или давлением газа P (если адсорбат газообразен) и при T=const называется изотермой адсорбции. Зависимость g от T при P=const представляет собой изобару (см. пример на рисунке 1.1), а между P и T при g=const - изостеру.

Из рисунка 1.1. видно, что физическая адсорбция (область а) и химическая адсорбция (область в) уменьшаются с ростом температуры, но переход от физической к химической адсорбции (область б) сопровождается увеличением g [4]. Если бы хемосорбция на данном адсорбенте была невозможна, то зависимость g-T ограничилась бы областью а. Физическая адсорбция получает развитие при низких температурах близких к температуре конденсации адсорбата, когда вандерваальсовы силы могут проявится особенно отчетливо.

-О.;, б !. В

С Ijl X J« 1 t * J i f ' I 1 1 J^f^^ Г 1 f 1 V/ i

T t t f fir It. I t f- 1

200 -100 0 100 °С

Рисунок 1.1 - Изобара адсорбции водорода на никеле при давлении 200 мм.рт.ст. [4]

Связь между равновесным давлением адсорбата P, температурой T и тепловым эффектом адсорбции q дается известным уравнением Клаузиса-Клапейрона:

d ln P _ q (. ч

dT ~ RT^

Считая, что при небольших изменениях T q s const, получим:

. л q

ln P = —— + const

RT (2)

Построив график в координатных осях lnP - 1/T, получаем прямую линию с угловым коэффициентом - q/R, что позволяет определить q.

При осуществлении адсорбции веществ в неравновесных условиях такая процедура определения теплового эффекта адсорбции является недостаточно корректной [5]. Если учесть, что довольно большое число современных нанотехнологических процессов основано на адсорбции веществ в условиях неравновесности [6, 7], то измерения или расчет q является нетривиальной задачей. К этому надо добавить экспериментальные трудности, которые возникают при регулировании и регистрации давления адсорбируемых веществ, например, труднолетучих хлоридов металлов или

четвертичных соединения аммония (ЧСА) [9]. В этом случае, чтобы оценить, насколько прочно адсорбат связан с твердой поверхностью, полезными могут быть данные РФЭ-спектроскопии об изменении энергии связи электронов характеристического уровня атомов подложки и химических элементов, входящих в состав адсорбата [10, 11].

При абсорбции веществ на металлах, что важно для темы данной диссертации, многие авторы отмечали изменения работы выхода электрона из металла [4, 12, 13] Полагали, что если поверхность металла "закрыта" слоем хемосорбированного кислорода, то работа выхода электрона We должна увеличиваться вследствие того, что атом кислорода превращается в ион 02- за счёт электронов металла. Тогда на поверхности возникает электрический слой, наружная обкладка которого заряжена отрицательно, что мешает выходу электрона из металла. Однако, имеется ряд наблюдений, показывающих, что при переходе от чистой поверхности металла к поверхности, покрытой кислородом, We по мере роста числа адсорбированных атомов сперва уменьшается, проходит через минимум, а затем возрастает и становится больше, чем на чистой поверхности. Наблюдаемое на опыте изменение при адсорбции объясняют обычно "подползанием" кислорода под поверхность металла [4].

Наличие адсорбционного слоя на поверхности раздела фаз в частности на границе газ-твердое тело, вызывает измеримые изменения межфазного электрического потенциала. Если молекулы пограничного адсорбционного слоя полярны, то зависимость между электрическим дипольным моментом молекулы ц и скачком электрического потенциала Де, вызванным ориентацией этой молекулы, по законам электростатики можно представить в виде [13, 14]:

д-г = \\ (3)

где №— число поверхностных дипольных молекул, ориентированных под углом а к нормали поверхности раздела фаз (см. рисунок 1.2.)

На рис. 1.2 приведена экспериментальная зависимость межфазного потенциала от поверхностной концентрации молекул п-крезола и их предположительная ориентация (внизу под графиком). Зависимость от N8 имеет характерный вид, из которого можно сделать заключение о том, что по мере увеличения поверхностной концентрации молекул происходит постепенное уменьшение угла а при двумерном сжатии поверхностного слоя. Ориентированные на поверхности раздела фаз дипольные молекулы образуют как бы две противоположно заряженные поверхности, расстояние между которыми определяется молекулярными размерами. Совокупность таких поверхностей называется двойным электрическим слоем.

Рисунок 1.2 - Зависимость межфазного потенциала от концентрации молекул

Двойной электрический слой, возникающий на любой межфазной границе, определяет большинство равновесных свойств этой границы: поверхностное натяжение, потенциал, заряд, емкость и др. По мнению автора работы [13], отсутствие удовлетворительных методов расчета или априорного предсказания этих величин оставляет проблему в рамках традиционного (гиббсовского) подхода открытой. Проблема определения

0,50 0,40 0,30 0,20 0,10

С

о

2 ■ 4 6 81 10 ¡12 14 16

/ [Ш

свойств двойного электрического слоя трудноразрешима в рамках классической термодинамики и требует привлечения методов статистической физики.

Таким образом, описание адсорбции как равновесного (обратимого) процесса с помощью соотношения классической термодинамики является довольно сложной задачей. В термодинамике неравновесных (необратимых) процессов устанавливаются неравенства, с помощью которых указывается возможное направление процесса [5, 15, 16]. Попытки применения математического аппарата термодинамики необратимых процессов к описанию адсорбции веществ в сильно неравновесных условиях также сталкиваются с рядом ограничений [5, 14, 17].

В основе термодинамики необратимых процессов лежат линейные соотношения между потоками Ji и термодинамическими силами X] при малых отклонениях от равновесия [15]. Простейший пример, когда Ji прямо пропорционален X] - закон Фика: градиент концентрации вызывает поток вещества. При больших отклонениях от равновесия нельзя не учитывать отклонения от линейности соотношений. Возникают новые стационарные состояния, стабилизирующиеся в результате обмена энергией с окружающей средой и организованные в пространстве, времени или одновременно как в пространстве так и во времени. И.Р. Пригожин назвал их диссипативными структурами. Формирование диссипативных структур связано с резкими переходами системы с одними параметрами к системе с другими параметрами. По аналогии с термодинамическими фазовыми переходами такие скачкообразные переходы называются кинетическими фазовыми переходами [15-18]. Специфические соотношения между устойчивостью системы в нелинейной области и производством энтропии приведены в работе [15]. Здесь же сошлемся на самого И.Р. Пригожина, который заметил, что в области, далекой от равновесия, ситуации изменяется настолько, что термодинамический подход и выведенные им с соавтором формулы не работают [16]. В этой области, по его мнению, существенную роль играет

характер химической кинетики: заторможенность тех или иных стадий вследствие наличия потенциального барьера.

В работах [5, 9] систематизированы примеры диссипативных структур и типы их проявления: автоколебания на примере окисления водорода на платине (Писаржевский, 1923); бегущие волны при окислении аммиака на платиновой нити (Барелко); реакции Белоусова- Жаботинского. В последние годы механизм соответствующих процессов исследуется с привлечением современных инструментальных методов: ДМЭ, СТМ, У1ёео-ЬББВ и др. Возможно, что осцилляции паров воды на А1 - порошках с нанесенными на поверхность ЧСА также является проявлением диссипативных структур [19, 20].

По классификации А.В. Киселева [21, 22], между молекулами адсорбента и адсорбирующим веществом могут иметь место различного рода взаимодействия: молекулярное неспецифическое, молекулярное специфическое, при котором химическая индивидуальность реагирующих компонентов сохраняется, и химическое с возникновением нового поверхностного химического соединения. Неспецифическое взаимодействие универсально. Оно обусловлено, в основном, макровлиянием силового поля адсорбента и происходит за счет дисперсионных (вандервальсовых) сил. Примерами специфической адсорбции являются донорно-акцепторное взаимодействие и образование адсорбционных комплексов за счет водородных связей [22].

Специфическое взаимодействие вызывается локальным распределением электронной плотности на периферии реагирующих друг с другом молекул и связано с обратимым взаимодействием адсорбент -адсорбат [21]. Водородная связь представляет собой частный случай специфического молекулярного взаимодействия, причем химическая индивидуальность партнеров сохраняется. Химическое взаимодействие происходит с полным переносом заряда между партнерами, когда возникает координационная химическая связь с образованием нового поверхностного химического соединения.

Такое подразделение условно, но оно позволило А.В. Киселеву предложить весьма полезную и удобную классификацию адсорбируемых молекул и адсорбентов по типу молекулярных взаимодействий. Молекулы адсорбируемых веществ делятся на 4 группы: А, B, C и Д [21-23].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Камалова, Татьяна Геннадьевна, 2017 год

Список литературы

1 Адамсон, А. Физическая химия поверхностей / А. Адамсон. - М.: Мир, 1979. - 568 с.

2 Грег, С. Адсорбции, удельная поверхность, пористость / С. Грег, К. Синг. - Л.: Мир, 1985 - 310 с.

3 Трепнел, Б. Хемосорбция / Б. Трепнел, - М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1958. - 326 с.

4 Скорчелетти, В.В. Теоретические основы коррозии металлов / В.В. Скорчелетти. - Л.: Химия, 1873. -264 с.

5 Крылов, О.В. Неравновесные процессы в катализе / О.В. Крылов, Б.Р. Шуб. - М.: Химия, 1990. - 390 с.

6 Алесковский, В. Б. Химия надмолекулярных соединений 1996. 256с.

7 Riikka L. Puurunen, Surface chemistry of atomic layer deposition: a case study for the trimethylaluminium / water process// Journal of Applied Physics. - 2005. - V. 97, № 12. - P. 121301-121352.

8 Жабрев, В. А. Физико-химическе процессы синтеза наноразмерных объектов / В.А. Жабрев [и др.]. - СПб: Изд-во "Элмор", 2012. - 328 с.

9 Сырков, А.Г. Нанотехнология и наноматериалы. Роль неравновесных процессов. / А.Г.Сырков. - СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2016 - 194 с.

10 Махова, Л. В. О влиянии энергии связи N1s адсорбированных наноструктур на смазывающее действие поверхностно-активных веществ на границе раздела металл-стекло и металл-полимер / Л. В. Махова [и др.] // Конденсированные среды и межфазные границы. - 2003. - Т. 5, №4. - С. 423-428 .

11 Назарова, Е.В. Влияние адсорбции аммониевых и кремнийорганических соединений на трибохимические свойства металлов (Al, Cu, Ni) : дис. ... канд. хим. наук: 02.00.04 / Е.В. Назарова; СПбГТИ(ТУ). — СПб., 2016. — 139 с.

12 Мельвин-Хьюз, Э.А. Физическая химия / Э.А. Мельвин-Хьюз. М.: Изд. ин. лит., 1962. - 1148 с.

13 Салем, Р.Р. Физическая химия / Р.Р. Салем. - М.: Физматлит, 2004. -352 с.

14 Martynov , G.A. Electrical double layer at a metal-dilute electrolyte solution interface / G.A. Martynov, R.R. Salem/ - New York: Springer, 1983. -170 p.

15 Гленсдорф, П. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций /П. Гленсдорф, И. Пригожин. - М.: Мир, 1973. - 280 с.

16 Пригожин, И.Р. Познание сложного. Введение. Серия Синергетика: от прошлого к будущему. - М.: Едиториал УРСС, 2008. - 352 с.

17 Левин, К.Л. Термодинамика от микро до макро. Зародышеобразование на поверхности / К.Л. Левин / Под ред. А.Г. Сыркова. - Charleston: Science Impact, 2017. - 53 p.

18 Эбелинг, В. Образование структур при необратимых процессах / В. Эбелинг. - М.: Мир, 1973. - 280 с.

19 Тарабан, В.В. Нелинейные зависимости интегрального показателя акустической эмиссии (трения) от нагрузочного давления для смазок с присадками наноструктурированных металлов / В.В. Тарабан, А.Г. Сырков, Д.С. Быстров, Т.Г. Вахренева // Конденсированные среды и межфазные границы. - 2009. - №4. - С. 337-343.

20 Быстров, Д. С. Наноструктурное регулирование реакционной способности и антифрикционных свойств поверхности алюминия и стали: дис. ... канд. хим. наук: 02.00.04 / Д. С. Быстров; СПбГТИ(ТУ). -СПб., 2009. - 182 с.

21 Киселев, А.В. Влияние химии поверхности твердых тел на адсорбцию и газовую хроматографию молекул различной электронной структуры / А.В. Киселев // Газовая хроматография. - Дзержинск, 1966. - С.15-73.

22 Киселев А.В. Газоадсорбционная хроматография /А.В. Киселев, Я.И. Яшин. - М.: Наука, 1967. - 251 с.

23 Киселев, А.В. Межмолекулярные взаимодействия в адсорбции и хроматографии / А.В. Киселев. - М.: Высшая школа, 1986. - 359 с.

24 Слинякова, И.Б. Кремнийорганические адсорбенты: получение, свойства, применение / И.Б. Слинякова, Т.И. Денисова. - Киев: Наукова думка, 1988. - 192 с.

25 Яцимирский, К.Б. Кремнийорганические адсорбенты и их применение в медицине / К.Б. Яцимирский, В.А. Знаменский, Л.В. Кейсевич // Вестник АН УССР. - 1986. - №2. - С. 33-40.

26 Плачинда, А.С. К вопросу о химическом строении поверхности ксерогелей метил-полисилоксанов /А.С. Плачинда, В.М. Чертов, И.Б. Слинякова // Журнал физической химии. - 1968. - Т.42, №1. -С. 21-26.

27 Андерсон, Дж. Структура металлических катализаторов / Дж. Андерсон. - М.: Мир, 1978. - 482 с.

28 Робертс, М. Химия поверхности раздела металл-газ / М. Робертс, Ч. Макки. - М.: Мир, 1989. - 359 с.

29 Стародубов, С.С. DFT-моделирование адсорбции формальдегида и аниона метандиола на (111)-грани IB металлов / С.С. Стародубов, И.В. Нечаев, А.В. Введенский // Журнал физической химии. - 2016. -Т.90, №1. - С. 86-96.

30 Дорошенко, А.А. Квантово-химическое моделирование газофазной адсорбции гидроксил-радикала на кластерах IB-металлов Men (N = 2-8) / А.А. Дорошенко, И. В. Нечаев, А. В. Введенский // Журнал физической химии. - 2014. - Т. 88, № 9. - С. 1382-1390.

31 Krishman, R. Self-consistent molecular orbital methods. XX. A basis set for correlated wave functions / R. Krishman, J.S. Binkley, R. Seeger, J.A. Pople // Journal of Chemical Physics. - 1980. - V. 72, №1, - P. 650-654.

32 Голов, О.В. Синтез, строение и свойства низкоразмерных форм серебра, меди и висмута в пористом стекле: дис. ... канд. хим. наук : 02.00.04 / О.В. Голов, СПбГТИ (ТУ). - СПб, 2016. - 101 с.

33 Пак, В.Н. Формирование и электрическая проводимость низкоразмерных структур меди в пористом стекле / Пак В.Н., Голов О.В. // Журнал общей химии - 2015. - Т.85, №5. - С. 535-538.

34 Парфин, Г. Адсорбция из растворов на поверхности твердых тел / Г. Парфин, К. Рочестер. - М.: Мир, 1986. - 488 с.

35 Иванова, Н. И. Взаимодействие ПАВ с полярной твердой поверхностью / Н. И. Иванова // Химия высокоорганизованных веществ и научные основы нанотехнологии. - СПб.: СПбГУ, 1998. -179 с.

36 Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества: Справочник / А. А. Абрамзон [и др]; под ред. А. А. Абрамзона, Е. Д. Щукина. - Л.: Химия, 1984. - 392 с.

37 Ланге, К. Р. Поверхностно-активные вещества: синтез, свойства, анализ, применение / К. Р. Ланге; под науч. ред. Л. П. Зайченко. - СПб.: Профессия, 2007. - 240 с.

38 Абрамзон, А. А. Поверхностно-активные вещества. Синтез, анализ, свойства, применение: учеб. пособие для вузов / А. А. Абрамзон, Л. П. Зайченко, С. И. Файнгольд. - Л.: Химия, 1988. - 200 с.

39 Абрамзон, А. А. Поверхностно-активные вещества: свойства и применение / А. А. Абрамзон. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Химия, 1981. - 304 с.

40 Быстров, Д. С. Наноструктурное модифицирование и регулирование свойств поверхности металлов на основе эффекта влияния подслоя низкомолекулярного ПАВа / Д. С. Быстров, Т. М. Магомедов, А. Г. Сырков // Записки Горного института. - 2007. - Т. 173. - С. 214-216.

41 Сырков, А. Г. Нанотрибология: эффект взаимосвязи энергетических характеристик поверхности с антифрикционными и изолирующими свойствами адсорбированных катионных ПАВ / А. Г. Сырков, И. В. Плескунов, С. Е. Демьянов // Записки Горного института. - 2004. -Т. 159. - С. 224-228.

42 Pleskunov, I. On uniform principles and ways of creation of nanostructured metallic and antifrictional materials on steel base / I. Pleskunov, A. Syrkov, D. Bystrov // CIS Iron and Steel Review. - 2008. - № 1-2.- P. 23-25.

43 Пщелко, Н. С. Электрофизические и химико-физические микро- и нанотехнологии усиления адгезии компонентов в системе металл-диэлектрик / Н.С. Пщелко [и др. ] // Российские нанотехнологии. -2009. - Т. 4., № 11-12. - С. 42-47.

44 Баранова, Н. В. Гидрофобизация никелированных стеклянных микросфер поверхностно-активными веществами / Н.В. Баранова, Л.И. Ворончихина // Успехи современного естествознания. - 2004. - №4. -С. 53-59.

45 Силиванов, М.О. Влияние аммониевых поверхностных соединений на физико-химические свойства металлов и распределение центров адсорбции на алюминии / М.О. Силиванов, А.Г. Сырков // Сборник научных трудов Международного форума-конкурса молодых ученых «Проблемы недропользования». - СПб: СПГУ, 2016. - С. 238-239.

46 Нечипоренко, А.П. Донорно-акцепторные свойства поверхности твердых оксидов и халькогенидов: дисс.док. хим. наук: 02.00.18 / А.П, Нечипоренко; СПбГТИ (ТУ). - 1995. - 508 с .

47 Сычев, М.М. Кислотно-основные характеристики поверхности твердых тел и управление свойствами материалов и композитов / М.М. Сычев, Т.С. Минакова, Ю.Г. Слижов, О.А. Шилова. - СПб: Химиздат, 2016. -276 с.

48 Пахнутова, Е. А. Кислотно-основные свойства поверхности газохроматографических сорбентов с привитыми слоями хелатов металлов / Е. А. Пахнутова, Ю. Г. Слижов // Журнал физической химии. - 2014. - Т. 88, № 7-8. - С. 1228-1232.

49 Алексеев, С. А. Влияние донорно-акцепторных центров поверхности титаната бария на свойства композитов на основе цианового эфира

ПВС / С. А. Алексеев [и др.] // Журнал физической химии. - 2006. -Т. 80, № 4. - С. 700-703.

50 Марголин, В. И. Введение в нанотехнологию / В. И. Марголин [и др.]. -СПб.: Изд-во «Лань», 2012. - С. 27.

51 Грачев, В. И. Основы синтеза наноразмерных частиц и пленок / В. И. Грачев [и др.]. - Ижевск: Удмуртия, 2014. - 480 с.

52 Веймарн, П.П. Об электропроводности металлов и их сплавов с точки зрения дисперсоидной химии / П. П. Веймарн. - СПб.: Экон. Типо-Литогр., 1912. - 15 с.

53 Веймарн, П.П. Значение коллоидной химии для различных областей естествознания (вступительная лекция, прочитанная 12 октября 1910 года в Императорском СПб университете) / П.П. Веймарн. - СПб., 2011.

54 Веймарн, П.П. Новая систематика агрегатных состояний материи и основной закон дисперсоидологии / П.П. Веймарн // Записки Горного института. - 1912. - Т.4, №2. - С. 128-143.

55 Сырков, А.Г. О приоритете Санкт-Петербургского горного университета в области науки о нанотехнологиях и наноматериалах / А.Г. Сырков // Записки Горного института. - 2016. - Т. 221. - С. 730736.

56 Сырков, А.Г. Международный симпозиум «Нанофизика и Наноматериалы» в Санкт-Петербурге / Конденсированные среды и межфазные границы. - 2017. - Т.19, №1. - С. 140-147.

57 Веймарн, П.П. Простой общий метод получения любого тела в состоянии твердых коллоидных растворов любой степени дисперсности, начиная от молекулярной / П.П. Веймарн // Записки горного института. - 1910. - Т.2. - С. 398-399.

58 Веймарн, П.П. К дисперсоидной химии хлорной меди в бензоле / П.П. Веймарн, И.Б. Каган // Записки Горного института. - 1912. - Т.4. -С. 75-95.

59 Хисамутдинова, Н.В. Химик Петр Петрович фон Веймарн в России и Японии / Н.В. Хисамутдинова // Известия Дальневосточного отделения Российской Академии наук. - 2011. - №5. -С. 134-141.

60 Kashima, K. En Eminent Chemist // Industrial and Engineering Chemistry. -1924. - V. 16. - P. 540-543.

61 Веймарн, П.П. Влияние степени дисперсности твердого кристаллического тела на его температуру плавления / П.П. Веймарн // Записки Горного института. - 1911. - Т.3. - С. 98-100.

62 Liu, Z. Understanding the growth mechanisms of Ag nanoparticles controlled by plasmon - induced charge transfers in Ag-TiO2 films / Z. Liu [et al.] // Journal of Phisical Chemistry C. - 2015. - V. 119. - P. 9496-9505.

63 Сырков, А.Г. Влияние наноструктурного модифицирования поверхности алюминия и стали на их трибохимические свойства/ А.Г. Сырков, Д.С. Быстров, Т.М. Магомедов, Т.Г. Вахренева // Материалы Всероссийской конференции с международным интернет-участием "От наноструктур, наноматериалов и нанотехнологий к наноиндустрии" - Ижевск: ИПМ УрО РАН. 2007. - С. 95.

64 Сырков, А.Г Высокогидрофобные наноструктурированные металлические порошки и осцилляции их водоотталкивающих свойств / А.Г. Сырков, Т.Г. Вахренева, Л.А. Журенкова, В.В. Тарабан. // Материалы Российско-немецкой конф. по физике твердого тела. -Астрахань: Изд. АГУ, 2009. - С. 26-31.

65 Сырков, А.Г. Водоотталкивающие свойства наноструктурированных металлических порошков на основе алюминия/ А.Г. Сырков, Д.С. Быстров, Л.А, Журенкова, Т.Г. Вахренева // Цветные металлы. -2009, №2. - С. 79-82.

66 Журенкова, Л.В. Закономерности изменения водоотталкивающих свойств наноструктурированных металлических порошков на основе алюминия / Л.В. Журенкова, Т.Г. Вахренева, А.Г. Сырков, В.В. Тарабан // Зап. Горного института - 2010. - Т. 186. - С. 241-244.

67 Хананашвили, Л.Н. Технология элементоорганических мономеров и полимеров / Л.Н. Хананашвили, К.А. Андрианов. - М.: Химия, 1983. -380 с.

68 Вахренева, Т.Г. Опыт оценки антифрикционных свойств поверхности металла методом Стокса/ Т.Г. Вахренева, М.Р. Уразаева, А.Г. Сырков // Записки горного института. - 2007. - Т. 170, С. 240-243.

69 Алюминий. Металловедение, обработка и применение алюминиевых сплавов. Справочник. - М.: Металлургия, 1972. - 664 с.

70 Пантюшин И. В. Твердотельный синтез поверхностно-наноструктурированных металлов (Ni, Си, Al) через стадию адсорбционного модифицирования: дис. ... канд. техн. наук: 05.16.02 / И. В. Пантюшин; СПбГГИ им. Г. В. Плеханова (ТУ). - СПб., 2010. -149 с.

71 Ремзова, Е. В. Нелинейность химико-физических свойств поверхностно-модифицированных металлов и гетерогенных систем на их основе: дис. ... канд. хим. наук: 02.00.21 / Е. В. Ремзова; ВГУ. -Воронеж, 2013. - 140 с.

72 Курмашева, Д.М. Адсорбция и процессы переноса молекул воды в пористых и мелкодисперсных средах: дис. ... канд. физ.-мат. наук: 01.04.07 / Д.М. Курмашева; ИОФ РАН. - Москва, 2015. - 112 с.

73 Романков, П.Г. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи): учебное пособие для вузов / П.Г. Романков, В.Ф. Фролов, О.М. Фислюк. - СПб.: ХИМИЗДАТ, 2009. - 544 с.

74 Хайнике, Г. Трибохимия / Г. Хайнике. - М.: Мир. 1987. - 582 с.

75 Сырков, А.Г. Количественная оценка нелинейных эффектов в зависимости интегрального показател трения трибосистемы от водооталкивающих свойств металла-наполнителя / А. Г. Сырков. Д.В. Фадеев, В.В, Тарабан, М.О. Силиванов // Конденсированные среды и межфазные границы. - 2014. - Т. 16, №2. - С. 215-219.

76 Сырков, А. Г. Соотношение линейной и нелинейной компоненты в зависимости интегрального показателя трения трибосистемы от реакционной способности металла-наполнителя / А. Г. Сырков, А. С. Симаков, А. А. Виноградова // Конденсированные среды и межфазные границы. - 2013. - Т. 15, № 2. - С. 203-205.

77 Валландер, С.В. Лекции по гидроаэромеханике / С.В. Валландер. - Л.: ЛГУ, 1978. - 296 с.

78 Рабинович, Е.З. Гидравлика / Е.З. Рабинович. - М.: Физматлит, 1961. -251 с.

79 Плановский, А.Н. Процессы и аппараты химической технологии / А.Н. Плановский, В.М. Рамм, С.З. Качан. - М.: Химия, 1968. - 848 с.

80 URL: http: //www.icp.ac. ru/conferences/old/Nano chem/1 /Kolesniko va. html.

81 Мышкин, Н. К. Трение, смазка, износ / Н. К. Мышкин, М.И. Петроковец. - М.: Физматлит, 2008. - 368 с.

82 Syrkov, A.G. Influence of the triamon underlayers adsorpted on the interface on tribochemical characteristics of the metal lubricant system / A.G. Syrkov, T.G. Kamalova, V.R. Kabirov, V.S. Kavun, K.L. Levine // Smart Nanocomposites - 2015. - Vol. 6 Issue 2. - P. 213-215.

83 Syrkov, A.G. Tribochemical peculiarities of lubricant composition with surface-modified metal powder / A.G. Syrkov, M.O. Silivanov. A.N. Kushcenco // Journal of Phisics. Conf, Ser. - 2016. - V.729, №1. -P. 12026-12031.

84 Махова, Л. В. Гидридный твердотельный синтез металлических веществ и структурно-химические особенности Si-C-содержащих металлических веществ: дис. ... канд. хим. наук.: 02.00.01 / Л.В. Махова; СПбГУ. - СПб., 1992. - 110 с.

85 Спиридонов, В. П. Математическая обработка физико - химических данных / В. П. Спиридонов, А. А. Лопаткин. - М.: МГУ, 1970. - 221 с.

86 Чарыков, А. К. Математическая обработка результатов химического анализа / А. К. Чарыков. - Л.: Химия, 1984. - 168 с.

87 Белоглазов, И. Н. Обработка результатов эксперимента / И. Н. Белоглазов, С. З. Эль - Салим. - М.: Изд. дом "Руда и Металлы", 2004. - 130 с.

88 Соснов, Е. А. Исследования наноматериалов методами атомно -силовой микроскопии/ Е. А. Соснов, А. А. Малыгин // Тез. докл. Всерос. конф. с межд интернет-участием «От наноструктур, наноматериалов и нанотехнологий к наноиндустрии». - Ижевск: Изд. ИПМ РАН, 2007. - С. 91.

89 Суздалев, И. П. Иерархия строения и магнитные свойства наноструктуры оксидов железа / И. П. Суздалев [и др.] // Российские нанотехнологии. - 2006. - Т. 1, № 1-2. - С. 143-141.

90 Андриевский, Р. А. Наноструктурные материалы / Р. А. Андриевский, А. В. Рагуля. - М.: Академия, 2005. - 195 с.

91 Сканирующая зондовая микроскопия / Под. ред. И.В. Яминского. - М.: Научный мир, 1997. - 286 с.

92 Нефедов, В. И. Рентгеноэлектронная спектроскопия химических соединений / В.И. Нефедов. - М.: Мир, 1981. - 255 с.

93 Moulder, J. F. Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy / J. F. Moulder. - Publ. By Physical Electronics. Minnesota. USA, 1995. - 261 p.

94 Анализ поверхности методом Оже и рентгеновской спектроскопии / Под ред. Д. Бриггса, М. Сих. - М.: Мир, 1987. - 420 с.

95 Карлсон, Т. Фотоэлектронная и оже-спектроскопия / Т. Карлсон. - Л.: Машиностроение, 1981. - 432 с.

96 Сырков, А.Г. Синергетический эффект в поверхностно-модифицированных порошках алюминия и его проявление в трибологии / А.Г. Сырков, Т.Г. Камалова, Е.В. Ремзова // Зап. Горного института - 2012. - Т. 196. - С. 377-380

97 Адамова, Л.В. Сорбционный метод исследований пористой структуры наноматериалов и удельной поверхности наноразмерных систем /

Л.В. Адамова, А.П. Сафронов - Екатеринбург: Изд-во УрГУ, 2008 -62 с.

98 Быстров, Д.С. Антифрикционные свойства индустриального масла с присадками наноструктурированных металлов / Д.С. Быстров, А.Г. Сырков, И.В. Пантюшин, Т.Г. Вахренева // Химическая физика и мезоскопия. - 2009, №4. - С. 462-466

99 Камалова, Т.Г. Проявление синергетического эффекта антифрикционных свойств в поверхностно-модифицированных металлах / Т.Г. Камалова, А.Г. Сырков, Д.С. Быстров // Конденсированные среды и межфазные границы. - 2011. - Т. 13, №2. -C. 155-157

100 Сырков, А.Г. Трибохимические свойства систем алюминий - смазка с адсорбированными на границе раздела подслоями триамона /

A.Г. Сырков, М.О. Силиванов, Т.Г. Камалова // Мат. VII Всероссийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированных средах и на межфазных границах» - Воронеж: Изд. «Научная книга», 2015. - С. 290-292.

101 Сергеева, Н.М. Самоорганизация осадков при окислительно -гидролитическом осаждении ионов железа / Н.М. Сергеева,

B.Г. Корсаков // Журн. прикл. химии. - 2000. - Т. 73, № 6. - С. 888 -893.

102 Сергеева, Н.М. Исследование влияние условий образования на состав и свойства ярозитовых суспензий: дис. ... канд. техн. наук: 05.17.03 / Н.М. Сергеева; ОАО "НИАИ Источник". - СПб, 2002. - 158 с.

103 Сергеева, Н.М. Закономерности формирования дисперсных продуктов при окислительно - гидролитическом осаждении ионов железа и роль самоорганизации в твердой фазе / Н.М. Сергеева, В.Г. Корсаков, А.Г. Сырков // Конденсированные среды и межфазные границы. - 2003. - Т. 5, № 2. - С. 133 - 138.

104 Корсаков, В.Г., Сергеев Н.М. Химические осцилляторы / В.Г. Корсаков, Н.М. Сергеева // Этюды по методике естествознания. СПб: Академпринт, - 1998. - С. 17 - 26.

105 Вахренева, Т.Г. Оценка антифрикционных свойств поверхности методом Стокса и влияние наноподслоя низкомолекулярного ПАВ на металле/ Т.Г. Вахренева, А.Г. Сырков, М.Р. Уразаева, А.Н. Попова // Мат. III Всероссийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированных средах и на межфазных границах» - Воронеж: Изд. «Научная книга», 2006. - С. 306-308.

106 Tutov, E.A. Impact of Surface Nano-Modifier on Sorption Properties of Ordinary Portland Cement / E.A. Tutov [et al.] // Smart Nanocomposites -2016. - Vol. 7, Issue 1. - P. 91-94.

107 Syrkov, A. G. Synergetic change of tribochemical properties of copper in the presence of Quaternary Ammonium Compounds at the surface / A.G. Syrkov // Russian Journal of General Chemistry. - 2015. - Vol. 85, N 6. -P. 1538-1539.