Термодинамика взаимодействия полиоксомолибдатов с водорастворимыми неионогенными полимерами : магистерская диссертация

Abstract

The static equilibrium isothermal sorption of dioxane, ethyl acetate, and methanol vapors by POM polyoxometalates with the structure of buckyball (Mo132, Mo72Fe30) and torus (Mo138), and also polymer-salt compositions containing POM were studied. The changes in the chemical potentials of the components and the Gibbs energy of the interaction of POMs, polymers, and compositions with low molecular weight liquids are calculated. The Gibbs energies and entropies of interaction of the components of the POM – polymer systems are estimated. The stability of the POM structure before and after sorption was investigated by IR spectroscopy. It was established that all investigated POMs exhibit the highest sorption capacity for dioxane, the lowest for ethyl acetate. Mo132 exhibits maximum affinity for sorbates, Mo72Fe30 exhibits a minimum affinity, and Mo138 occupies an intermediate position. It was established that PVP and PVA adsorb methanol in significantly larger quantities compared with compositions containing POM. The same rule is observed for PVP-POM systems in the case of dioxane. PVA practically does not absorb dioxane, but the introduction of POM in films of polyvinyl alcohol leads to the appearance of the sorption ability of the film. For all compositions a decrease in the Gibbs energy of the interaction of components and an increase in entropy were found, which can be associated with loosening and partial destruction of the crystal structure of the POM when polymer chains are introduced into it. The structure of polyoxomolybdates was found to be stable in dioxane vapors, and is also preserved in polymer-salt compositions before and after sorption.

Изучена статическая равновесная изотермическая сорбция паров диоксана, этилацетата и метанола полиоксометаллатами ПОМ со структурой букибола (Mo132, Mo72Fe30) и тора (Mo138), а также полимерно-солевыми композициями, содержащими ПОМ. Рассчитаны изменения химических потенциалов компонентов и энергии Гиббса взаимодействия ПОМов, полимеров, композиций с низкомолекулярными жидкостями. Оценены энергии Гиббса и энтропии взаимодействия компонентов систем ПОМ – полимер. Методами ИК- спектроскопии исследована стабильность структуры ПОМ до и после сорбции. Установлено, что наибольшую сорбционную способность все исследованные ПОМ проявляют к диоксану, наименьшую – к этилацетату. Максимальное сродство к сорбатам проявляет Mo132, минимальное – Mo72Fe30, Mo138 занимает промежуточное положение. Установлено, что ПВП и ПВС сорбируют метанол в существенно больших количествах по сравнению с композициями, содержащие ПОМ. Такая же закономерность наблюдается для систем ПВП – ПОМ в случае диоксана. ПВС практически не поглощает диоксан, но введение ПОМ в пленки поливинилового спирта приводит к возникновению сорбционной способности пленки. Для всех композиций ПОМ -полимер обнаружено уменьшение энергии Гиббса взаимодействия компонентов и возрастание энтропии, которое может быть связно с разрыхлением и частичным разрушением кристаллической структуры ПОМ при внедрении в нее полимерных цепей. Обнаружено, что структура полиоксомолибдатов стабильна в парах диоксана, а также сохраняется в полимерно-солевых композициях до и после сорбции.