Междисциплинарный интеграционный проект СО РАН № 45

Междисциплинарный интеграционный проект СО РАН № 45 « Магнитотранспортные системы в каталитических, биологических и сорбционных технологиях. Синтез и физико-химическое исследование магнитоуправляемых катализаторов, сорбентов и носителей»

Эффективное применение магнитных частиц для создания магнитоотделяемых катализаторов и адсорбентов с необходимостью требует с одной стороны большую удельную поверхность системы, а с другой – достаточно крупный размер индивидуальных частиц, который обеспечивал бы ненулевую остаточную намагниченность за счет наличия сильной магнитной анизотропии наночастиц, превышающей энергию тепловых флуктуаций (kT). Кроме этого коллоидные ферромагнетики должны быть стабилизированы, а возможная агрегация за счет межмолекулярного взаимодействия электростатической природы или специфического для магнитных частиц магнитного диполь-дипольного взаимодействия должна носить обратимый характер.

В ходе выполнения проекта предложены: (а) эффективный метод «one-pot» синтеза наночастиц магнетита, позволяющие тонко регулировать размер в диапазоне от единиц до нескольких десятков нанометров за счет блокирования поверхности растущих частиц цитрат ионами; (б) механохимический метод получения композиционного железосодержащего сорбента с использованием природного гидроксида магния Кульдурского есторождения. Предложенные подходы позволяют получать магнитные наночастицы с заданными магнитными характеристиками вблизи в требуемом температурном диапазоне, в том числе вблизи перехода в суперпарамагнитное состояние, что открывает широкие перспективы для их использования в различных каталитических, адсорбционных и биомедицинских приложениях. В частности, частицы магнетита могут быть использованы для создания эффективных магнито-отделяемых кислотных Al-SiO₂ катализаторов изомеризации, эффективных сорбентов мышьяка, а также получения молекулярно импринтированных полимеров (МИП).

(Руководитель проекта: д.х.н. О. Н. Мартьянов)