Przedstawiono krótką charakterystykę oraz zakres zastosowań kropek kwantowych, nanostruktur węglowych, materiałów mezoporowatych oraz nanocząstek tlenków metali w kluczowych zagadnieniach dotyczących zanieczyszczeń środowiska. Zakres zastosowań wybranych typów nanomateriałów wynika z ich właściwości fizykochemicznych oraz charakteru modyfikacji powierzchni struktury. Właściwości fluorescencyjne kropek kwantowych pozwalają na bezpośrednie, ilościowe oznaczanie zanieczyszczeń w próbkach wody i ścieków. Znaczna powierzchnia właściwa materiałów mezoporowatych oraz nanorurek węglowych umożliwia adsorpcję zanieczyszczeń z próbek środowiskowych (metoda SPE) przed ich właściwym oznaczeniem z użyciem technik instrumentalnych. Struktury mezoporowate oraz nanocząstki tlenków metali stosowane są w procesie katalitycznego lub fotokatalitycznego usuwania substancji toksycznych z powietrza oraz wody. A review, with 117 refs., of quantum dots, C nanostructures, mesoporous materials and metal oxide nanoparticles in environmental anal. and engineering. Nanomateriały to substancje o zdefiniowanym składzie oraz określonych właściwościach fizykochemicznych, których co najmniej jeden z wymiarów nie przekracza 100 nm1). Historia nanotechnologii sięga końca lat pięćdziesiątych XX w. i związana jest z wygłoszeniem przez Richarda Feynmana wykładu There is plenty of room at the bottom, poświęconego możliwości aranżacji struktur w skali pojedynczych atomów2). Obecnie rozumiany termin nanotechnologia wprowadzony został w 1974 r. przez Norio Taniguchi i związany jest z projektowaniem i otrzymywaniem nanostruktur3). Uwzględniając kształt nanomateriałów oraz ich właściwości fizykochemiczne, możemy wyróżnić: kropki kwantowe4), struktury węglowe, takie jak nanorurki5), fulleren6) lub grafen7), nanoczątki tlenków metali8), dendrymery9) oraz struktury mezoporowate10). Na rys. 1 zaprezentowano podział nanomateriałów uwzgledniający typ struktury oraz jej [...]

  A review, with 85 refs., of uses of quantum dots in medicine, anal. chem., photocatalysis, solar cells and light- -emitting diodes. Kropki kwantowe ze względu na swoje wyjątkowe właściwości fizykochemiczne, a w szczególności optyczne, są wykorzystywane w wielu dziedzinach nauki oraz produkcji przedmiotów codziennego użytku. Zaprezentowano krótki opis zastosowań kropek kwantowych w naukach medycznych jako sond fluorescencyjnych oraz nośników substancji leczniczych. Przedstawiono także ich użyteczność podczas fluorymetrycznego wykrywania różnych związków chemicznych. Półprzewodnikowe właściwości kropek kwantowych sprawiają, że mogą one stanowić również elementy diod elektroluminescencyjnych, fotokatalizatorów lub ogniw słonecznych. W ostatnich latach obserwuje się znaczący postęp w rozwoju nanotechnologii, który przejawia się praktycznym wykorzystaniem jej osiągnięć w wielu dziedzinach nauki, przemysłu oraz w otrzymywaniu przedmiotów codziennego użytku. Celowość projektowania i wytwarzania materiałów w skali nanometrycznej, czyli takich, których co najmniej jeden z wymiarów nie przekracza 100 nm, znajduje swoje uzasadnienie w rozlicznych przykładach zastosowań nanostruktur. Dobrze znane jest zastosowanie nanomateriałów w takich produktach, jak artykuły higieny osobistej (szczoteczki do zębów, przybory fryzjerskie), kosmetyki, odzież (szczególnie sportowa). W wymienionych obszarach zastosowań swoje przeznaczenie znajdują głównie takie substancje, jak ditlenek tytanu, krzemionka, tlenek cynku oraz nanocząstki srebra, które wykazują właściwości przeciwbakteryjne1). Należy także zaznaczyć, że komercyjne zastosowanie nanomateriałów jest pewnego rodzaju ukoronowaniem wieloletniej pracy licznych zespołów badawczych. W tym miejscu trzeba podkreślić wielką rolę badań podstawowych dotyczących syntezy oraz potencjalnych zastosowań nanomateriałów w praktyce. Wiele doniesień literaturowych, zwłaszcza z ostatnich lat może stać się inspir[...]

  Two SiO2 samples were prepd. by conversion of (EtO)4Si, modified with a com. nonionic surfactant and optionally with 1,3,5-Me3C6H3 and NH4F precursors, and functionalized with H2N(CH2)3Si(OEt)3 added at molar ratio 1:6 to the SiO2. Adsorption of chlorogenic acid from its Me2CHOH solns. (concn. 350-7000 mg/L) was studied at 25°C by shaking a suspension of modified silica sample in the chlorogenic acid soln. for 24 h and then spectrophotometric assaying the concn. of chlorogenic acid remaining in the liq. phase after removal of the adsorbent. Both adsorbents had similar waveforms of isotherms and the max. of adsorption capacity at 250 or 244 mg/g. Moreover, the morphol. of SiO2 samples was studied by scanning electron microscopy. Przedstawiono zastosowanie krzemionek SBA-15 oraz MCF modyfikowanych 3-aminopropylotrialkoksysilanem jako wydajnych adsorbentów kwasu chlorogenowego. Wykazano zbliżoną pojemność adsorpcyjną obu modyfikowanych materiałów wobec adsorbatu (Qmaks ≈ 250 mg/g). Krzemionki scharakteryzowano m.in. za pomocą skaningowej oraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Proces adsorpcji kwasu chlorogenowego na modyfikowanych mezoporowatych sorbentach przebiegał zgodnie z modelem adsorpcji Langmuira. Materiały mezoporowate to substancje porowate, których średnica porów1) mieści się w przedziale 2-50 nm. Struktury mezoporowate mogą być reprezentowane przez różnorodną grupę związków chemicznych, takich jak tlenki metali przejściowych, tlenki metali alkalicznych, sole i wodorotlenki metali, struktury organiczne, węgiel oraz krzemionka2). Ta ostatnia substancja znajduje swoje szczególne miejsce w historii rozwoju materiałów mezoporowatych, bowiem opublikowanie w 1992 r. przez Kresgego i współpr.3) pracy poświęconej właśnie syntezie krzemionki MCM-41 zapoczątkowało dynamiczny postęp w zakresie otrzymywania oraz zastosowań innych mezoporowatych sit molekularnych. Mezoporowate krzemionki ze względu na prostotę sy[...]

  Boldine was adsorbed from Me2CHOH and MeCN solns. on plugged hexagonal templated SiO2 at 25°C to det. the adsorption isotherms analyzed then by using the Langmuir, Freundlich, Dubinin-Radushkevich and Dubinin-Astakhov models. To det. the isotherm parameters both linear regression and non-linear fitting anal. were used. The equil. adsorption data were best fitted by the Langmuir equation when the non-linear regression was used. Przedstawiono zastosowanie mezoporowatej krzemionki PHTS w procesie adsorpcji boldyny. Dokonano matematycznego opisu adsorpcji modelowymi równaniami izoterm Langmuira, Freundlicha, Dubinina i Raduszkiewicza oraz Dubinina i Astachowa. Parametry izoterm oszacowano, wykorzystując dopasowanie nieliniowe oraz metodę regresji liniowej. W przypadku regresji nieliniowej stosowano metodę sumy znormalizowanych błędów jako kryterium optymalizacji wartości parametrów izoterm. Przeprowadzone badania wykazały, że model adsorpcji Langmuira, którego parametry oszacowano metodą regresji nieliniowej, najlepiej opisuje proces adsorpcji alkaloidu na badanym sorbencie. Materiały mezoporowate, zgodnie z podziałem zaproponowanym przez IUPAC1), stanowią grupę substancji porowatych, których średnica porów mieści się w przedziale 2-50 nm. Spośród wielu mezoporowatych struktur najlepiej poznane są materiały krzemionkowe. Wynika to z faktu, że mezoporowate krzemionki były historycznie pierwszymi tak dobrze opisanymi i rozpowszechnionymi materiałami tego typu2).Krzemionkowe mezoporowate sita molekularne charakteryzują się znaczną powierzchnią właściwą, dużą objętością porów, zazwyczaj określonym układem mezoporowatych kanałów (SBA-15, SBA-16) oraz obecnością wolnych grup silanolowych w przestrzeniach mezoporów. Ta ostatnia cecha w połączeniu z dobrze rozwiniętą powierzchnią właściwą sprawia, że substancje te odznaczają się dobrymi właściwościami adsorpcyjnymi3). Znane jest zastosowanie mezoporowatych krzemionkowych sorbentów [...]

  Materiały mezoporowate definiuje się jako substancje porowate, których średnica porów, zgodnie z podziałem zaproponowanym przez IUPAC, mieści się w przedziale1) 2-50 nm. Spośród wielu substancji mogących tworzyć struktury mezoporowate2) (tlenki metali, węgiel, materiały hybrydowe, czyste struktury organiczne) szczególne miejsce zajmują krzemionkowe sita molekularne. Jest to związane z opublikowaniem w 1992 r. przez Kresgego i współpr.3) pierwszej pracy poświęconej syntezie oraz szczegółowemu opisowi właściwości mezoporowatej krzemionki MCM-41. W krótkim czasie od chwili opublikowania tej pracy opisano syntezę kolejnych krzemionek, m.in. HMS, KIT, SBA-15 i MCF2). Krzemionkowe materiały mezoporowate odznaczają się znaczną powierzchnią właściwą, rzędu 1000 m2/g, objętością porów nawet do 2 cm3/g, możliwością modyfikacji powierzchni oraz stabilnością hydrotermiczną4, 5). Unikatowe właściwości fizykochemiczne sprawiają, że substancje te znalazły zastosowanie m.in. w procesach katalizy heterogenicznej6), podczas otrzymywania systemów dostarczania substancji leczniczych7) oraz jako elementy czujników elektrochemicznych8) i optycznych9). Znane jest także ich zastosowanie jako adsorbentów jonów metali ciężkich10), środków ochrony roślin11) czy też do zatężania substancji biologicznie czynnych, takich jak alkaloidy12), antocyjany13), polifenole14) oraz pochodne kwasów fenolowych15). 1586 96/7(2017) Przedmiotem badań była ocena właściwości adsorpcyjnych mezoporowatej krzemionki MCF modyfikowanej grupami 3-aminopropylowymi (-CH2-CH2-CH2-NH2) oraz 3-(2-aminoetyloamino)propylowymi (-CH2-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-NH2) wobec kwasu rozmarynowego. Kwas rozmarynowy (rys. 1) jest estrowym połączeniem kwasu kawowego oraz kwasu 3,4-dihydroksyfenylomlekowego (kwas (R)-O-(3,4- -dihydroksycynamoilo)-3-(3,4-dihydroksyfenylo)mlekowy). Substancja ta po raz pierwszy została wyizolowana w czystej postaci z Rosmarinus officinalis przez M. Scarpati i G. Oriente w 1[...]

  Materiały mezoporowate stanowią grupę substancji porowatych, których średnica porów zgodnie z podziałem ustalonym przez IUPAC1) mieści się w przedziale 2-50 nm. Mezoporowate sita molekularne mogą być reprezentowane przez różne substancje chemiczne. Znane są m.in. mezoporowate krzemionki, węgle, tlenki metali przejściowych, wodorotlenki metali i struktury typu spineli2). Jednym z dobrze poznanych i opisanych w literaturze materiałów mezoporowatych jest krzemionka SBA-15. Substancja ta została zsyntezowana w 1998 r. przez Zhao i współpr.3), jako jeden z wielu materiałów należących do "rodziny" SBA (Santa Barbara amorphous). Krzemionka SBA-15 odznacza się znaczną powierzchnią właściwą ok. 800 m2/g, objętością porów ok. 1 cm3/g oraz heksagonalnym uporządkowaniem mezoporowatych kanałów4). Nanoporowatość oraz znaczna powierzchnia właściwa tej substancji sprawiają, że znalazła ona zastosowanie w wielu dziedzinach nauki. Krzemionka SBA-15 stosowana jest m.in. w procesach katalizy heterogenicznej5), w układach dostarczania substancji leczniczych6, 7) ( drug delivery systems), jako adsorbent w procesach ekstrakcji do fazy stałej8), w procesach adsorpcji jonów metali ciężkich9) oraz środków ochrony roślin10, 11), w metodach elektroanalitycznego wykrywania zanieczyszczeń środowiska12) oraz w procesach zatężania substancji biologicznie czynnych13, 14). Celem badań była ocena właściwości adsorpcyjnych modyfikowanej grupami 3-aminopropylowymi krzemionki SBA-15 w procesie zatężania kwasu rozmarynowego [kwas (R)-O-(3,4-dihydroksycynamoilo)- 3-(3,4-dihydroksyfenylo)mlekowy]. Substancja ta jest naturalnym przeciwutleniaczem wyizolowanym w 1958 r. przez M. Scarpati i G. Oriente z rozmarynu lekarskiego15) (Rosmarinus officinalis, Lamiaceae). Kwas rozmarynowy, poza właściwościami przeciwutleniającymi, odznacza się także aktywnością przeciwnowotworową16), działaniem neuroprotekcyjnym17) oraz zmniejszającym genotoksyczne działanie alkoholu etylowego1[...]

  Materiałami mezoporowatymi, zgodnie z klasyfikacją przyjętą przez IUPAC, określa się substancje, których średnica porów mieści się w przedziale 2-50 nm1). Struktury mezoporowate mogą tworzyć m.in. związki krzemu, tlenki metali przejściowych, czyste metale i węgiel2, 3). Spośród wszystkich substancji mezoporowatych najlepiej poznana i opisana jest krzemionka. Jest to niewątpliwie związane z opublikowaniem w 1992 r. przez Kresgego i współpr.4) pracy poświęconej otrzymywaniu i właściwościom krzemionki MCM-41. Praca ta zainicjowała dynamiczny rozwój chemii krzemionkowych sit molekularnych oraz innych materiałów mezoporowatych2, 3). Mezoporowate krzemionki charakteryzują się dużą powierzchnią właściwą rzędu 1000 m2/g, dużą objętością porów (nawet do 2 cm3/g) oraz możliwością syntezy struktur o różnej geometrii porów, co sprawia, że substancje te są stosowane jako nośniki katalizatorów5), adsorbenty6, 7), elementy czujników elektrochemicznych8) i nośniki w systemach dostarczania substancji leczniczych9, 10). Dzięki budowie "sitowej" tego typu krzemionki mogą stanowić również wypełnienie kolumn chromatograficznych11). Mezoporowata krzemionka PHTS została otrzymana w 2002 r. przez Van Der Voorta i współpr.12). Substancja ta wykazuje heksagonalne uporządkowanie mezoporowatych kanałów, podobnie jak krzemionka SBA-15, lecz różni się od niej obecnością w przestrzeni mezoporów nanocząstek SiO2. Obecność tych drobin powoduje częściowe blokowanie kanałów oraz przyczynia się do znacznej mikroporowatości materiału w porównaniu z krzemionkami SBA-15 lub MCF13). Warto w tym miejscu zaznaczyć, że PHTS, pomimo znacznej powierzchni właściwej oraz interesujących właściwości fizykochemicznych, nie zyskała tak wielkiej "popularności" w zakresie zastosowań jak inne struktury (MCM-41, SBA-15, SBA-16, MCF). Znane jest natomiast jej zastosowanie w procesach katalizy heterogenicznej14). Boldyna jest alkaloidem aporfinowym o dużej aktywności biologicznej. [...]

  Materiały mezoporowate to grupa substancji porowatych, których rozmiar porów mieści się w przedziale 2-50 nm zgodnie z klasyfikacją przyjętą przez IUPAC1). Substancje mezoporowate, ze względu na swoje właściwości fizykochemiczne2, 3), takie jak dobrze rozwinięta powierzchnia, obecność przestrzeni mezo - i mikroporowatych, możliwość modyfikacji powierzchni, a także możliwość syntezy struktur o pożądanych właściwościach powierzchniowych, znajdują wszechstronne zastosowanie jako adsorbenty. Substancje te wykorzystywane były m.in. do adsorbowania jonów metali ciężkich4), organicznych zanieczyszczeń środowiska5, 6), hormonów wzrostu roślin7), substancji leczniczych8), alkaloidów9) oraz substancji o właściwościach przeciwutleniających10). Zastosowanie mezoporowatych krzemionek w procesie adsorbowania przeciwutleniaczy zdaje się być szczególnie interesujące. Wykazano użyteczność takich adsorbentów w przypadku adsorpcji flawonoidów11), zatężania związków polifenolowych występujących w czerwonym winie12) lub odzyskiwania hydroksytyrozolu ze ścieku pochodzącego z przetwórstwa oliwek13). Przedmiotem badań była ocena użyteczności mezoporowatej krzemionki SBA-15 modyfikowanej (3-aminopropylo)trimetoksysilanem (APTMS) oraz (N,N-dimetyloaminopropylo)trimetoksysilanem (DMAPTMS) w procesie zatężania kwasu synapinowego. Kwas synapinowy (kwas 3,5-dimetoksy-4-hydroksycynamonowy) jest naturalnym przeciwutleniaczem wykazującym właściwości nefroprotekcyjne14), neuroprotekcyjne15) (w obszarze hipokampa), anksjolityczne16), zmniejsza skutki toksycznego wpływu arsenianów(III) na tkankę wątroby17), przeciwdziała także niedokrwiennemu uszkodzeniu mięśnia sercowego18), tak więc celowe wydaje się opracowanie adsorbentów służących zatężaniu tej substancji. Adsorpcję przeciwutleniacza prowadzono w środowisku 2-propanolu. Zastosowanie tego rozpuszczalnika pozwoli na wykazanie użyteczności modyfikowanych krzemionek w procesie zatężania kwasu synapinowego, np. [...]

  Materiały mezoporowate zdefiniowane są przez IUPAC, jako substancje porowate, których wielkość porów mieści się w przedziale1) 2-50 nm. Mezoporowata krzemionka SBA-15 opisana została po raz pierwszy w 1998 r. przez Zhao i współpr.2). Substancja ta odznacza się3) heksagonalnym uporządkowaniem cylindrycznych porów o średnicy 4-14 nm, powierzchnią właściwą rzędu 1000 m2/g oraz objętością porów ok. 1 cm3/g. Te cechy fizykochemiczne oraz możliwość modyfikacji powierzchni poprzez wolne grupy silanolowe4) sprawiają, że krzemionka SBA-15 wykazuje doskonałe właściwości adsorpcyjne. Stosowana była ona m.in. jako adsorbent zanieczyszczeń środowiska5, 6), substancji leczniczych7), enzymów8), hormonów wzrostu roślin9), alkaloidów10), a także kwasów fenolowych11). Użycie mezoporowatych krzemionek w procesie adsorpcji (zatężania) substancji biologicznie czynnych jest żywo rozwijającą się dziedziną zastosowania tego rodzaju materiałów12). Przedmiotem badań była ocena przydatności mezoporowatej krzemionki SBA-15 modyfikowanej [3-(metyloamino)propylo]trimetoksysilanem (MAPTMS) w procesie zatężania kwasu synapinowego. Ta ostatnia substancja będąca naturalnym kwasem fenolowym (kwas 3,5-dimetoksy-4-hydroksycynamonowy) jest szeroko rozpowszechniona w świecie roślin i wykazuje korzystne właściwości farmakologiczne, m.in. właściwości przeciwutleniające, przeciwzapalne, neuroprotekcyjne i przeciwbakteryjne13). Adsorpcję kwasu synapinowego prowadzono w środowisku 2-propanolu. Użycie tego rozpuszczalnika było celowe ze względu na pozyskiwanie z jego udziałem wielu substancji biologicznie czynnych, np. z ekstraktów alkoholowych surowców roślinnych. W celu zbadania natury oddziaływań cząsteczek kwasu synapinowgo z powierzchnią modyfikowanej krzemionki dokonano matematyc[...]

  Mezoporowata krzemionka MCF (mesocellular foam) została po raz pierwszy otrzymana w 1999 r. przez Schmidt-Winkela i współpr.1). MCF odznacza się strukturą typu gąbki, jest zbudowana ze sferycznych komórek o średnicy 15-50 nm połączonych "okienkami" o średnicy2) 5-20 nm. Krzemionka ta charakteryzuje się powierzchnią właściwą rzędu 600 m2/g oraz znaczną w porównaniu z innymi mezoporowatymi strukturami objętością porów2) (powyżej 2 cm3/g). Unikatowe właściwości powierzchniowe sprawiły, że krzemionka MCF znalazła zastosowanie m.in. jako nośnik substancji leczniczych3), w procesie immobilizacji enzymów4), adsorpcji i oczyszczania białek5) oraz adsorpcji alkaloidów6). Szczególnie istotnym zastosowaniem mezoporowatych sit molekularnych jest ich użycie jako sorbentów substancji wykazujących aktywność biologiczną, zwłaszcza pochodzenia naturalnego7). Przedmiotem badań była ocena właściwości adsorpcyjnych wobec kwasu syryngowego krzemionki MCF modyfikowanej (3-aminopropylo) trietoksysilanem (APTES). Modyfikowany sorbent służyć ma zatężaniu tej substancji. Kwas syryngowy jest naturalnym kwasem fenolowym (kwas 3,5-dimetoksy-4-hydroksybenzoesowy) wykazującym interesujące właściwości biologiczne, m.in. przeciwbakteryjne8), stabilizujące poziom glukozy we krwi9) i hepatoprotekcyjne10). Adsorpcję kwasu syryngowego prowadzono w środowisku 2-propanolu jako modelowym rozpuszczalniku. Użycie tej substancji było uzasadnione, ze względu na pozyskiwanie wielu substancji biologicznie czynnych z surowców farmakognostycznych metodą ekstrakcji za pomocą alkoholi oraz roztworów wodno-alkoholowych. Część doświadczalna Materiały Do badań wykorzystano kwas syryngowy ≥95%, (3-am[...]