Смешиванием коллоидно стабильных водных суспензий нановолокон оксида алюминия (НВОА) и модифицированных наноалмазов (МНА) детонационного синтеза при весовом соотношении компонентов 5:1 с последующей инкубацией смеси при 32 °C и вакуумной фильтрацией изготовлен композиционный материал (НВОА-МНА) в форме диска диаметром 40 мм. Высказано предположение, что образование композита происходит за счет разницы дзета-потенциалов НВОА и МНА, обеспечивающей электростатическое взаимодействие и связывание наноматериалов. Исследования показали, что в водных суспензиях МНА имеют отрицательный дзета-потенциал, составляющий -46.5 мВ, в то время как НВОА - положительный, составляющий 44 мВ. Данные сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии показали, что полученный композит имеет сетчатую структуру, в которой кластеры МНА распределены по поверхности НВОА. Результаты низкотемпературной адсорбции азота свидетельствуют, что в сетчатой структуре композита НВОА-МНА наблюдается увеличение размера пор и удельной поверхности, по сравнению с материалом матрицы из НВОА. Установлено, что в составе композита МНА проявляют каталитическую функцию и обеспечивают образование цветного продукта в реакции соокисления фенола с 4-аминоантипирином в присутствии Н2О2. В модельных экспериментах показана применимость композита НВОА-МНА для многократного тестирования фенола в водной среде.
наноалмазы, нановолокна оксида алюминия, композит, катализатор, система индикации, фенол
1. Kumar V., Kaur I., Arora S., Mehla R., Vellingiri K., Kim K.-H. Graphene nanoplatelet/graphitized nanodiamond-based nanocomposite for mediator-free electrochemical sensing of urea. Food Chemistry, 2020, vol. 303. DOI: 10.1016/j.foodchem.2019.125375.
2. Zambianco N.A., Silva T.A., Zanin H., Fatibello-Filho O., Janegitz B.C. Novel electrochemical sensor based on nanodiamonds and manioc starch for detection of diquat in environmental samples. Diamond and Related Materials, 2019, vol. 98. DOI: 10.1016/j.diamond.2019.107512.
3. Ronzhin N., Puzyr A., Bondar, V. Detonation nanodiamonds as a new tool for phenol detection in aqueous medium. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 2018, vol. 18. DOI: 10.1166/jnn.2018.15382.
4. Simioni N.B., Silva T.A., Oliveira G.G., Filho O.F. A nanodiamond-based electrochemical sensor for the determination of pyrazinamide antibiotic. Sensors and Actuators B: Chemical, 2017, vol. 250. DOI: 10.1016/j.snb.2017.04.175.
5. Gibson N., Shenderova O., Luo T. J.M., Moseenkov S., Bondar V., Puzyr A., Purtov K., Fitzgerald Z., Brenner D.W. Colloidal stability of modified nanodiamond particles. Diamond and Related Materials, 2009, vol. 18. DOI: 10.1016/j.diamond.2008.10.049.
6. Lin Y., Su D. Fabrication of nitrogen-modified annealed nanodiamond with improved catalytic activity. ACS Nano, 2014, vol. 8, no. 8. DOI: 10.1021/nn501286v.
7. Mogilnaya O., Ronzhin N., Artemenko K., Bondar V. Nanodiamonds as an effective adsorbent for immobilization of extracellular peroxidases from luminous fungus Neonothopanus nambi to construct a phenol detection system. Biocatalysis and Biotransformation, 2019, vol. 37. DOI: 10.1080/10242422.2018.1472586.
8. Ronzhin N., Baron A., Puzyr A., Baron I., Burov A., Bondar V. Modified nanodiamonds as a new carrier for developing reusable enzymatic test-systems for determination of physiologically important substances. Modern Clinical Medicine Research, 2018, vol. 2. DOI: 10.22606/mcmr.2018.22001.
9. Camargo J.R., Baccarin M., Raymundo-Pereira P.A., Campos A.M., Oliveira G.G., Fatibello-Filho O., Oliveira Jr. O.N., Janegitz B.C. Electrochemical biosensor made with tyrosinase immobilized in a matrix of nanodiamonds and potato starch for detecting phenolic compounds. Analytica Chimica Acta, 2018, vol. 1034. DOI: 10.1016/j.aca. 2018.06.001.
10. Puzyr A.P., Bondar V.S. Method of production of nanodiamonds of explosive synthesis with an increased colloidal stability. RU Patent № 2252192, 2005, Bull, № 14.
11. Features of Nafen alumina nanofibers. URL: http://www.anftechnology.com/nafen/
12. Solodovnichenko V.S., Lebedev D.V., Bykanova V.V., Shiverskiy A.V., Simunin M.M., Parfenov V.A., Ryzhkov I.I. Carbon coated alumina nanofiber membranes for selective ion transport. Advanced Engineering Materials, 2017, vol. 19. DOI: 10.1002/adem.201700244.
13. Eremin A.N., Semashko T.V., Mikhailova R.V. Cooxidation of phenol and 4-aminoantipyrin catalyzed by polymers and copolymers of horseradish root peroxidase and Penicillium funiculosum 46.1 glucose oxidase. Applied Biochemistry and Microbiology, 2006, vol. 42. DOI: 10.1134/ S0003683806040119.
