Модификация полиэтилентерефталатных трековых мембран функциональными силанами для иммобилизации наночастиц серебра

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Работа посвящена получению гибридных полиэтилентерефталатных трековых мембран с иммобилизованными наночастицами серебра, проявляющих эффект гигантского комбинационного рассеяния света. Была проведена модификация трековых мембран 3-аминопропилтриэтоксисиланом и 3-меркаптопропилтриэтоксисиланом с использованием якорных групп на основе гидратированных форм алюминия и последующая иммобилизация наночастиц серебра. Полученные трековые мембраны были исследованы с помощью энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, определены величины дзета-потенциала поверхности образцов мембран на каждой стадии модификации. Наличие наночастиц серебра на поверхности трековых мембран было подтверждено методами растровой электронной микроскопии, спектроскопии поглощения в ультрафиолетовой и видимой области, спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния света с использованием тестового вещества 4-аминотиофенола. Предложенный подход позволит создать сенсоры на основе гибридных трековых мембран с возможностью селективного концентрирования пробы и дальнейшего детектирования широкого спектра веществ методом спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния света.

Об авторах

И. Н. Фадейкина

Объединенный институт ядерных исследований; Государственный университет “Дубна”

Автор, ответственный за переписку.
Email: membrane@ips.ac.ru
Россия, 141980, г. Дубна Московской области, ул. Жолио-Кюри, д. 6; 141980, г. Дубна Московской области, ул. Университетская, д. 19

Е. В. Андреев

Объединенный институт ядерных исследований

Email: membrane@ips.ac.ru
Россия, 141980, г. Дубна Московской области, ул. Жолио-Кюри, д. 6

К. Н. Гринь

Объединенный институт ядерных исследований

Email: membrane@ips.ac.ru
Россия, 141980, г. Дубна Московской области, ул. Жолио-Кюри, д. 6

А. Н. Нечаев

Объединенный институт ядерных исследований; Государственный университет “Дубна”

Email: membrane@ips.ac.ru
Россия, 141980, г. Дубна Московской области, ул. Жолио-Кюри, д. 6; 141980, г. Дубна Московской области, ул. Университетская, д. 19

Список литературы

  1. Апель П.Ю., Бобрешова О.В, Волков А.В., Волков В.В., Никоненко В.В., Стенина И.А., Филиппов А.Н., Ямпольский Ю.П., Ярославцев А.Б. Перспективы развития мембранной науки // Мембраны и мембранные технологии. 2019. Т. 9. С. 59–80. (англоязычная версия Apel P.Yu. at all. Рrospects of membrane science development // Membranes and Membrane Technologies. 2019. Т. 1. № 2. С. 45–63.)
  2. Fiodorov V.A., Vasiliev A.B., Bedin S.A., Berezkin V.V., Nazmov V.P., Goldenberg B.G. Оptical properties of regular track-etched poly(ethylene terephthalate) membranes // Membranes and Membrane Technologies. 2019. Т. 1. № 1. С. 27–30.
  3. Ma T., Janot J.-M., Balme S. Track-Etched Nanopore/Membrane: From Fundamental to Applications. Small Methods. 2020. 4 (9). pp.2000366.
  4. Rossouw A., Kristavchuk O., Olejniczak A. et al. Modification of polyethylene terephthalate track etched membranes by planar magnetron sputtered Ti/TiO2 thin films // Thin Solid Films. Vol. 725. 2021, p. 138641
  5. Wigginton K. R. Gold-coated polycarbonate membrane filter for pathogen concentration and SERS-based detection // Analyst. 2010. V. 135. P. 1320–1326.
  6. Taurozzi J. S. Tarabara V. V. Silver nanoparticle arrays on track etch membrane support as flow-through optical sensors for water quality control // Environ. Eng. Sci. 2007. V. 24. № 1. – P. 122–137.
  7. Фурлетов А. А. и др. Новый нанокомпозитный материал на основе пенополиуретана и треугольных нанопластинок серебра в качестве твердофазного аналитического реагента для определения ртути (II) // Российские нанотехнологии. 2019. Т. 14. С. 3–9.
  8. Morones-Ramírez J. R. Bioinspired synthesis of optically and thermally responsive nanoporous membranes // NPG Asia Materials. 2013. Т. 5. №. 6. С. e52-e52.
  9. Orlova A. O. et al. Formation of structures based on semiconductor quantum dots and organic molecules in track pore membranes // Journal of Applied Physics. 2013. Т. 113. №. 21: 214305-(1-6).
  10. Sypabekova M. et al. 3-Aminopropyltriethoxysilane (APTES) Deposition Methods on Oxide Surfaces in Solution and Vapor Phases for Biosensing Applications // Biosensors. 2022. V. 13. №. 1. P. 36.
  11. Majoul N., Aouida S., Bessaïs B. Progress of porous silicon APTES-functionalization by FTIR investigations // Applied Surface Science. 2015. V. 331. P. 388–391.
  12. Ahmed J., Mushtaq S. Effects of silane-modified Al2O3 and its hybrid filler on thermal stability and mechanical properties of ethylene–vinyl acetate copolymer/polyamide composites // Iranian Polymer Journal. 2022. V. 31. №. 12. P. 1571–1581.
  13. Березкин В. В., Нечаев А. Н., Митрофанова Н. В. Влияние адсорбции поливалентных металлов на электроповерхностные и ион-селективные свойства трековых нанофильтров // Коллоидный журнал. 2003. Т. 65, № 3. С. 311-315. (англоязычная версия: Berezkin V.V., Nechaev A.N., Mitrofanova N.V. Electrosurface and ion-selective properties of track-etched nanofilters: the effect of polyvalent metal adsorption//Colloid Journal. 2003. Т. 65. № 3. С. 279–283)
  14. Криставчук О. В., Никифоров И. В., Кукушкин В. И., Нечаев А. Н., Апель П. Ю. Иммобилизация наночастиц серебра, полученных электроискровым методом, на поверхности трековых мембран // Коллоидный журнал. 2017. Т. 79. № 5. С.596-605. doi: 10.7868/s0023291217050093 (англоязычная версия: Kristavchuk O.V., Nikiforov I.V., Nechaev A.N., Apel P.Y., Kukushkin V.I. Immobilization of silver nanoparticles obtained by electric discharge method on a track membrane surface // Colloid J. 2017. V. 79. № 5. P. 637–646).
  15. Криставчук О.В., Сохацкий А.С., Козловский В.И. и др. Структурные характеристики и ионный состав коллоидного раствора наночастиц серебра, полученного методом электроискрового разряда в воде // Коллоидный журнал. 2021. Т 83. №4. С. 423–435. (англоязычная версия: Kristavchuk O.V. at all. Structural characteristics and ionic composition of a colloidal solution of silver nanoparticles obtained by electrical-spark discharge in water // Colloid Journal. 2021. Т. 83. № 4. С. 448-460)
  16. Zheng F. et al. Plasmonic Au–Ag janus nanoparticle engineered ratiometric surface-enhanced raman scattering aptasensor for Ochratoxin A detection // Analytical chemistry. – 2019. V. 91. №. 18. P. 11812-11820.
  17. 17.Wang Y. Q. et al Size-dependent SERS detection of R6G by silver nanoparticles immersion-plated on silicon nanoporous pillar array // Applied surface science. 2012. V. 258. №. 15. P. 5881–5885.
  18. 18. Apel P.Y., Track-Etching // Encycl. Membr. Sci. Technol, John Wiley & Sons. Inc. Hoboken. NJ. USA. 2013. pp. 1–25.
  19. Фадейкина И.Н., Андреев Е.В., Криставчук О.В. и др. Электроискровой синтез коллоидного раствора наночастиц серебра с использованием различных модификаторов для иммобилизации на поверхности трековых мембран // Неорганические материалы. 2023. Т. 59. № 3. С. 349–360. (англоязычная версия: Fadeikina I. N., Andreev E. V., Kristavchuk O. V. et al. Electric Discharge Synthesis of Colloidal Silver Nanoparticle Solutions Using Various Modifiers for Immobilization on the Surface of Track-Etched Membranes // Inorganic Materials. 2023. Vol. 59. No. 3. pp.1–11).
  20. 20. Lee P. C. Meisel D. Adsorption and surface-enhanced Raman of dyes on silver and gold sols // J. Phys. Chem. 1982. V. 86. № 17. P. 3391–3395.
  21. Саббатовский К. Г., Виленский А. И., В. Д. Соболев и др. Электроповерхностные и структурные свойства трековых мембран на основе полиэтилентерефталата // Коллоидный журнал. 2012. Т. 74. № 3. С. 353–358. (англоязычная версия: K.G. at all. Electrosurface and structural properties of poly(ethylene terephthalate) track membranes // Colloid Journal. 2012. Т. 74. № 3. С. 328–333).
  22. Elkins K. M., Nelson D. J. Spectroscopic approaches to the study of the interaction of aluminum with humic substances // Coordination Chemistry Reviews. 2002. V. 228. №. 2. P. 205–225.
  23. Song J. et al. Preferential binding properties of carboxyl and hydroxyl groups with aluminium salts for humic acid removal // Chemosphere. 2019. V. 234. P. 478–487.
  24. Sandrin L., Sacher E. X-ray photoelectron spectroscopy studies of the evaporated aluminum/corona-treated polyethylene terephthalate interface // Applied surface science. 1998. V. 135. №. 1–4. P. 339–349.
  25. Zhang Y. et al. Enhanced removal of polyethylene terephthalate microplastics through polyaluminum chloride coagulation with three typical coagulant aids // Science of the Total Environment. 2021. V. 800. P. 149589.
  26. Lei J. et al. A new interfacial polymerization method for forming metal/conductive polymer Schottky barriers // Synthetic metals. 1992. V. 47. №. 3. P. 351–359.
  27. Bou M. et al. Chemistry of the interface between aluminium and polyethyleneterephthalate by XPS //Applied surface science. 1991. V. 47. №. 2. P. 149–161
  28. Akhter S., Zhou X. L., White J. M. XPS study of polymer/organometallic interaction: Trimethyl aluminum on polyvinyl alcohol polymer // Applied surface science. 1989. V. 37. №.2. P. 201–216.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024