pH-sensitive materials based on silica with chemically immobilized methyl red: synthesis and protolytic properties
Journal Title: Хімія, фізика та технологія поверхні - Year 2018, Vol 9, Issue 3
Abstract
The purpose of this work is to study the possibility of creating hydrolytically and chemically stable pH-sensitive materials using silica as a carrier and an acid-base indicator that changes color when the pH of medium is varied. Synthesis of pH-sensitive materials was carried out by covalent binding of methyl red dye with aminopropylsilica in the presence of 1,1’-carbonyldiimidazole as a coupling agent. The porous structure, the chemical composition of the surface, and the protolytic properties of the synthesized silica materials were characterized by low-temperature adsorption-desorption of nitrogen, quantitative chemical analysis, thermogravimetry, diffuse reflectance electron spectroscopy, pH-metry. It was proved that chemical immobilization of methyl red on the silica surface does not have a significant effect on the porous structure of initial silica: the isotherms of nitrogen adsorption‑desorption and pore size distribution curves confirm retention of wide pore size distribution after chemical modification of silica. The content of the acid-base indicator chemically immobilized on the silica surface was determined by quantitative chemical analysis of synthesized materials, as well as by thermogravimetry and diffuse reflectance electron spectroscopy in the ultraviolet and visible regions. It was demonstrated that diffuse reflectance electron spectroscopy can be a reliable method of quantitatively determining an indicator dye chemically grafted to the silica surface. It was proved that chemically grafted dye retains the ability to protonation of tertiary amino group and formation of resonance azonium ion, which is responsible for changing the color of methyl red. It was found that the protonation of methyl red chemically fixed on the silica surface occurs at higher pH values than for individual indicator dye. Therefore, the color change of grafted dye takes place in less acidic solutions. The proposed synthetic approach can be used to produce regenerable and eco-friendly pH-sensitive materials.
Authors and Affiliations
N. V. Roik, L. A. Belyakova, M. O. Dziazko
Keywords
Related Articles
- EP ID EP461354
- DOI 10.15407/hftp09.03.237
- Views 102
- Downloads 0
Properties of polyethylene–carbon nanotubes composites
The production of stable dispersions of carbon nanotubes (CNTs), synthesized by CVD, in different liquids, is one of the methods of preparation of CNTs for introduction into polymeric matrix. The aim of this work is to p...
Formation of antibacterial coatings on chitosan matrices by magnetron sputtering
Chitosan as a biodegradable natural polymer is currently among the most attractive alternatives for the replacement of plastics, metals and other materials in various industries. Biodegradable chitosan matrices find thei...
Синтез и свойства магниточувствительных наноструктур с карбонизованной поверхностью
Цель работы – синтез новых магниточувствительных наноструктур с карбонизованной поверхностью на основе однодоменного магнетита и исследование их свойств. Методы исследования - спектрофотометрия, рентгеноструктурный анал...
Електрофізичні властивості композитів на основі епоксидної смоли та терморозширеного графіту
Розроблено полімерні конструкційні матеріали на основі епоксидної смоли, терморозширеного графіту (ТРГ) та наповнювачів неорганічної природи – перліту, вермікуліту з покращеними електрофізичними характеристиками. З метою...
Сорбційні властивості кополімерів етиленглікольдиметакрилату і метакрилової кислоти з різним ступенем зшивання по відношенню до іонів рідкісноземельних елементів
Методом іонного імпринтингу синтезовано сорбційні матеріали для рідкісноземельних елементів на основі кополімерів етиленглікольдиметакрилату і метакрилової кислоти з різним ступенем зшивання. Застосовано два підходи іонн...