Группа синтеза силикатных сорбентов и биокомпозитов

Голубева О.Ю., к.х.н., ведущий научный сотрудник т.раб. (812)3252111 е-mail: olga_isc@mail.ru, golubeva@isc.nw.ru

Руководитель группы  Голубева О.Ю., д.х.н., ведущий научный сотрудник т.раб. (812)3252111 е-mail: [email protected], [email protected]

Основные направления исследований:

  • Изучение физико-химических основ гидротермального синтеза соединений с заданной структурой, морфологией и физико-химическими характеристиками, в частности – синтез слоистых наносиликатов и цеолитов различных структур;
  • Синтез и исследование конвергентных наноразмерных комплексов на основе неорганических наночастиц и биологических молекул. Изучение биологической активности полученных комплексов, включая антимикробную активность, токсичность по отношению к нормальным и опухолевым клеткам;
  • Исследование процессов сорбции наночастиц и биологически активных молекул на поверхности пористых алюмосиликатов. Разработка пролонгированных форм и систем адресной доставки лекарственных препаратов на основе цеолитов и слоистых наносиликатов;
  • Исследование физико-химических, пористо-текстурных, каталитических, сорбционных и других свойств синтетических алюмосиликатных сорбентов, органо- и бионеорганических гибридов на их основе.
  • Синтез и стабилизация металлических наночастиц и кластеров в водных растворах и пористых силикатных матрицах.

Прикладные аспекты проводимых исследований:
Синтез новых соединений и материалов для применения в биологии, медицине, электронике, катализе, для комплексной очистки сточных вод от загрязнений тяжелыми металлами и нефтепродуктами и ряде других областей.

Основные результаты:

  • Разработана методика направленного синтеза алюмосиликатов с заданными характеристиками, такими как размер частиц, определенный фазовый и химический состав, высокие значения ёмкости катионного обмена и пористости. В гидротермальных условиях (350оС, 700 атм.) синтезированы наноразмерные слоистые силикаты со структурой монтмориллонита систематически меняющегося состава. Образцы со структурой монтмориллонита с нанотрубчатой морфологией были получены впервые;
  • Отработаны условия синтеза цеолитов различных структур (Rho, мерлиноита, морденита, филлипсита), в том числе одного из самых сложных неорганических соединений – паулингита (ECR-18). Оптимизирована технология получения цеолитов со структурой паулингита. Разработанные технологические приемы позволили сократить время синтеза с 20 суток до 6-12 часов, что значительно облегчает и удешевляет синтез указанных цеолитов.
  • Разработаны методики иммобилизации наночастиц и кластеров серебра внутри и на поверхности синтетических каркасных алюмосиликатов, изучены каталитические свойства полученных образцов.
  • Изучены сорбционные характеристики синтетических алюмосиликатных сорбентов со структурой монтмориллонита и цеолитов по отношению к ионам тяжелых металлов. Сравнение полученных результатов с природными аналогами показало, что синтетические силикатные сорбенты не уступают по своим характеристикам, а в некоторых случаях превосходят природные минералы.
  • Разработаны методики получения биконьюгатов наночастиц серебра и антимикробных полипептидов с использованием химического и фотохимического восстановления. Совместно с Институтом экспериментальной медицины РАМН изучена антимикробная активность полученных коньюгатов. Результаты исследования показали, что коньюгация с наночастицами серебра может быть одним из способов снижения токсичности антибиотиков.

Приборная база группы:

  • Оборудование для гидротермального синтеза (давление до 700 атм, температура до 500 °C)
  • Химические реакторы Premex – позволяют проводить синтез органических и неорганических соединений при температурах до 200оС, давлении до 200 бар, с перемешиванием и отбором проб
  • Лазерный анализатор размеров наночастиц Nanotrack – позволяет определять размеры наночастиц в суспензиях и гидрозолях в диапазоне от 1 до 300 нм.
  • УФ-вид спектрофотометр Shimadzu с интегрирующей сферой – позволяет проводить исследования состояния металлических наночастиц и кластеров, иммобилизованных в пористых матрицах
  • ИК-спектрофотометр ФСМ 1202
  • Анализатор удельной поверхности Quantochrome NOVA1200e

Сотрудничество:

  • Институт экспериментальной медицины РАМН, отдел общей патологии
  • Санкт-Петербургский технологический институт, кафедра общей химической технологии и катализа
Состав группы синтеза силикатных сорбентов и биокомпозитов

Состав группы синтеза силикатных сорбентов и биокомпозитов