CC BY
7
УДК 544.723.212
Скворцова К.А., Урманова Д.А., Гусейнова К.Б., Доронина В.И., Захаров А.И., Кухаренко А.В.
ИЗУЧЕНИЕ АДСОРБЦИИ ДУШИСТЫХ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПОРИСТЫХ АРОМАТИЧЕСКИХ НОСИТЕЛЕЙ
Скворцова Ксения Александровна - магистрант 1-го года обучения кафедры технологии химико-фармацевтических и косметических средств; [email protected].
Урманова Диана Альбертовна - бакалавр 4-го года обучения кафедры технологии химико-фармацевтических и косметических средств;
Гусейнова Камилла Байрамалиевна - бакалавр 4-го года обучения кафедры технологии химико-фармацевтических и косметических средств;
Доронина Вероника Игоревна - бакалавр 4-го года обучения кафедры общей технологии силикатов; Захаров Александр Иванович - доктор технических наук, доцент кафедры общей технологии силикатов; Кухаренко Анна Валерьевна - кандидат химических наук, доцент кафедры технологии химико-фармацевтических и косметических средств.
ФГБОУ ВО «Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева», Россия, Москва, 125047, Миусская площадь, дом 9.
В статье рассмотрена адсорбция некоторых душистых веществ на пористой керамике марки МКФ-2 двух видов.
Ключевые слова: адсорбция, душистые вещества, ароманосители, пористая керамика, эфирные масла.
STUDYING THE ADSORPTION OF PERFUMELY SUBSTANCES TO CREATE POROUS AROMATIC CARRIERS
Skvortsova K.A., Urmanova D.A., Guseynova K.B., Doronina V.I., Zakharov A.I., Kukharenko A.V. D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russian Federation
The article is devoted to adsorption of some fragrant substances on porous ceramics of the MKF-2 brand of two types. Key words: adsorption, fragrant substances, aroma carriers, porous ceramics, essential oils.
Введение
В настоящее время широко распространено применение эфирных масел и их смесей для создания приятной атмосферы в помещениях, а также в качестве средств фармацевтического назначения. Для этих целей применяются аромакулоны, аромалампы и диспенсеры. Одним из возможных материалов для создания данных предметов является пористая керамика. В связи с этим изучение способности различных душистых веществ адсорбироваться на пористой керамике является актуальным. Экспериментальная часть
В работе было проведено изучение образцов, основу которых составляет пористая керамика марки МКФ-2 с добавками кремнезема. Образцы
адсорбента отличались друг от друга соотношением кремнезема к керамике: образец 1 - 1:2, образец 2 -1:3. На данных образцах проведено изучение адсорбции различных эфирных масел (гвоздики, базилика, ванили, корицы, эстрагона и аниса) и индивидуальных душистых веществ (эвгенол, анисовый альдегид).
Методом адсорбции азота при 77 К получены адсорбционные характеристики керамических образцов [1] (Таблица 1).
Исследование проводилось на оборудовании Центра коллективного пользования РХТУ имени Д.И. Менделеева. В ходе эксперимента также были получены изотермы адсорбции-десорбции (рис.1) и изотермы адсорбции в линейных координатах БЭТ (рис.2).
Таблица 1. Характеристики керамических образцов
Удельная поверхность по БЭТ, Sуд, м2/г Емкость адсорбционного монослоя по БЭТ, ммоль/г Средний размер пор при адсорбции по БЭТ, нм Средний размер пор при десорбции по БЭТ, нм Площадь поверхности микропор по Дубинину-Радушкевичу м2/г Емкость монослоя по Дубинину-Радушкевичу, см3/г
Образец 1 43,86 0,45 12,38 12,84 49,64 11,40
Образец 2 30,73 0,31 12,94 17,27 35,45 8,14
Рис. 1 Изотермы адсорбции-десорбции на керамике МКФ-2: слева - образец 1, справа - образец 2
Образец 1
Образец 2
О
У /
у/ и /
У
/ У
У
У
/
/
0 00 0 12 0. 34 0 ОБ 0. УВ 0. 0 0 2 0. 14 0. Б 0. 8 0 го о. 22
0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 Относительное давление(РУРо)
Рис.2 Изотермы адсорбции азота на керамике МКФ-2 в линейных координатах уравнения БЭТ: слева -
образец 1, справа - образец 2
Для определения концентраций душистых веществ, подходящих для дальнейшей работы, готовили 1% спиртовые растворы этих веществ, которые затем разбавляли до различных значений. Для полученных растворов были зарегистрированы электронные спектры поглощения в УФ-видимой области. Измерения выполнены на оборудовании Центра коллективного пользования РХТУ имени Д.И. Менделеева. По полученным данным были построены калибровочные графики и по ним были найдены подходящие концентрации душистых веществ. Также при помощи закона Бугера -Ламберта - Бера были найдены коэффициенты экстинкции душистых веществ (Таблица 2).
Далее для изучения адсорбции керамические образцы были измельчены до порошкообразного состояния. После керамику массой 0,3 г помещали в плоскодонные колбы по 10 мл в каждую и заливали
растворами душистых веществ с известными концентрациями. Керамику выдерживали в растворах в течение 24 часов, после чего с помощью пипетки растворы после адсорбции переносили в другие емкости и отдавали в ЦКП для записи спектров поглощения.
Значения адсорбции рассчитывались по следующей формуле [2]:
А =
сп-с
т
V
(1)
где, А - величина адсорбции гв-ва/гад, со- начальная концентрация до адсорбции, г/л, с- концентрация после адсорбции, г/л, т - масса адсорбента, г, V - объем раствора, л.
Полученные результаты приведены в таблице 2.
Таблица 2. Изучение адсорбции душистых веществ на керамических образцах
Душистое вещество Коэффициент экстинкции, л/гсм Образец 1 Адсорбция, 105 гв-ва/гад Образец 2 Адсорбция, 105 гв-ва/гад
Эфирное масло гвоздики 12,54 41,82 65,52
Эфирное масло базилика 4,28 91,23 114,54
Эфирное масло ванили 265,84 19,35 19,39
Эфирное масло корицы 608,99 0,52 0,56
Эфирное масло эстрагона 186,79 0,26 1,78
Эфирное масло аниса 186,32 0,19 0,68
Эвгенол 18,61 163,52 174,55
Анисовый альдегид 105,53 1,33 2,67
Проанализировав данные результаты видно, что адсорбция проходит на всех видах керамики, но ее значение выше для образцов с меньшим количеством кремнезема в составе (кремнезем: МКФ-2 - 1:3) почти для всех душистых веществ. Для эфирного масла ванили различия в адсорбции практически нет.
Заключение
В ходе изучения способности душистых веществ адсорбироваться на пористой керамике было выяснено, что керамика МКФ-2 с добавлением кремнезема способна адсорбировать душистые вещества. При этом значение адсорбции выше для образцов с меньшим содержанием кремнезема в составе (кремнезем: МКФ-2 - 1:3) практически для всех эфирных масел и индивидуальных душистых
веществ. Из полученных данных можно сделать вывод, что данный вид керамики является более подходящим для создания пористого керамического ароманосителя.
Список литературы
1. Гаврилова Н. Н. Анализ пористой структуры на основе адсорбционных данных: учеб. пособие / Н. Н. Гаврилова, В. В. Назаров. - М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2015. - 132 с.
2. Коллоидная химия. Практикум и задачник: Учебное пособие / Под ред. В. В. Назарова, А. С. Гродского. — СПб.: Издательство «Лань», 2019. — 436 с.: ил
