Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор 14
1.1. Строение и свойства наноразмерного диоксида титана 14
1.2. Получение наноструктурированного TiO2 методом золь-гель химии 16
1.3. Фотокаталитическая активность и связанные с ней прикладные аспекты применения наноразмерного TiO2
1.3.1. Влияние структурных характеристик на фотокаталитические свойства наноразмерного TiO2 23
1.3.2. Бактерицидное действие наночастиц TiO2 28
1.3.3. Наночастицы TiO2 для биоинкапсуляции и доставки лекарственных препаратов 31
1.4. Применение наноcтруктурированного диоксида титана для модификации
текстильных материалов 33
1.4.1. Модификация текстильных материалов золь-гель методом 37
1.4.2. Способы связывания неорганических наночастиц с текстильными материалами 40
1.5. Гибридные наноматериалы на основе наноцеллюлозы 45
1.5.1. Особенности строения и способы получения наноразмерной целлюлозы 45
1.5.2. Гибридные наноматериалы на основе наноструктурированного диоксида титана и наноцеллюлозы 50
Выводы по литературному обзору 54
Глава 2. Экспериментальная часть 57
2.1. Описание используемых реактивов 57
2.2. Методы синтеза наноструктурированных материалов на основе TiO2 60
2.2.1 Получение композитов на основе нанокристаллического диоксида титана и хлопковых ткани 60
2.2.1.1. Синтез нанокристаллического гидрозоля TiO2
2.2.1.2.Модификация хлопковой ткани нанокристаллическим гидрозолем TiO2 61
2.2.2. Получение наноструктурированных материалов на основе наноразмерного диоксида титана и наноцеллюлозы 62
2.2.2.1 Синтез нанозоля диоксида титана CaptiGel 62
2.2.2.2. Получение кристаллической наноцеллюлозы 63
2.2.2.3 Синтез наноструктурированных материалов на основе TiO2 и наноцеллюлозы 64
2.2.2.4. Синтез наноструктурированных материалов на основе наноразмерного TiO2 и наноцеллюлозы, модифицированных различными типами лекарственных препаратов 65
2.3. Методы исследования материалов 68
2.3.1. Радиоизотопный анализ наноструктурированных материалов на основе наноразмерного диоксида титана и наноцеллюлозы 72
2.3.2. Исследования in vitro высвобождения лекарственного препарата 73
2.3.3. Определение фотокаталитической активности образцов 74
2.3.4. Исследование бактерицидной активности хлопковой ткани после обработки TiO2 против штамма E.coli после УФ – облучения 75
2.3.5. Исследование антибактериальных свойств гибридных материалов на основе диоксида титана и наноцеллюлозы 76
Глава 3. Обсуждение результатов 79
Раздел 3.1. Исследование хлопковой ткани, модифицированной нанокристаллическим гидрозолем TiO2 79
3.1.1.Исследование морфологии волокон хлопковой ткани, модифицированных нанокристаллическим гидрозолем диоксида титана 80
3.1.2 . Исследование процесса связывания TiO2 с целлюлозой 85
3.1.3. Термогравиметрический анализ образцов 90
3.1.4. Cравнительная оценка фотокаталитических свойств хлопковой ткани, модифицированной гидрозолем диоксида титана
3.1.5. Исследование диэлектрической проницаемости образцов 95
3.1.6. Оценка антибактериальных свойств образцов против штамма грамотрицательных бактерий E.coli 96
Раздел 3.2. Исследование наноструктурированных материалов на основе диоксида титана и нанокристаллической целлюлозы 101
3.2.1. Физико-химические свойства гибридных наноматериалов на основе диоксида титана и нанокристаллической целлюлозы 103
3.2.1.1. Оценка фотокаталитических свойств нанокомпозитов на основе диоксида титана и нанокристаллической целлюлозы 110
3.2.2.Физико-химическая характеристика гибридных наноматериалов на основе диоксида титана и нанокристаллической целлюлозы, модифицированных различными типами ЛП 113
3.2.2.1. Радиоизотопный анализ гибридных наноматериалов на основе наноразмерного диоксида титана и наноцеллюлозы 121
3.2.2.2. Сравнительная характеристика доставки ЛП гибридными наноматериалами на основе наноразмерного TiO2 и НКЦ 123
3.2.2.3. Сравнительная характеристика фотохимических свойств гибридных наноматериалов на основе TiO2 и НКЦ, модифицированных различными типами ЛП 129
3.2.2.4. Оценка влияния нанокомпозитов на основе TiO2 и НКЦ, модифицированных ЛП на чувствительность к штаммам грамотрицательных и грамположительных бактерий 133
Выводы 138
Список литературы
- Влияние структурных характеристик на фотокаталитические свойства наноразмерного TiO2
- Синтез нанокристаллического гидрозоля TiO2
- . Исследование процесса связывания TiO2 с целлюлозой
- Оценка фотокаталитических свойств нанокомпозитов на основе диоксида титана и нанокристаллической целлюлозы
Влияние структурных характеристик на фотокаталитические свойства наноразмерного TiO2
На сегодняшний день огромное количество работ посвящено получению наноразмерного диоксида титана с заданными свойствами различными способами [28]. Однако одним из наиболее перспективных методов для создания органо-неорганических материалов является золь – гель метод благодаря целому ряду преимуществ, таких как возможность регулирования структуры и свойств конечного продукта путем тщательного подбора прекурсора, эффективный контроль размера и формы частиц, широкий спектр химического модифицирования и т.д. [29-32]. Кроме того, золь-гель способ является наиболее популярным для получения структурированных материалов в виде порошков, пленок, мембран, адсорбентов, волоконной оптики, сенсоров и катализаторов и т.д. [33,34]
В течение длительного времени золь-гель превращения метал-органических соединений, таких как алкоксидов металлов M(OR)n, химически модифицированных алкоголятов металлов M(OR)nLm и неорганических предшественников, относили к кинетически контролируемым гомогенным процессам гидролиза-поликонденсации [35-37]. По аналогии с алкоксидами кремния, который, однако, является неметаллом, предполагалось, что «мономер» алкоксида металла гидролизуется, образуя сначала гидроксо-алкоксидные комплексы типа [Ti(OR)3(OH)], которые далее могут быть также подвергнуты гидролизу или конденсации с образованием окco- (M–O–M) или гидроксо- (M– OH–M) «мостов» посредством независимого кинетического процесса. Однако дальнейшие исследования химической структуры и реакционной способности молекулярных прекурсоров показали, что гипотеза о кинетически контролируемом процессе гидролиза-поликонденсации является ошибочной [38]. В основном, алкоксиды металлов представляют собой не мономеры, а олигомеры ввиду высокой льюисовой основности алкоксидных анионов RO. Основное различие в реакционной способности алкоксидов металлов от кремния заключается в их очень легкой и быстрой реакции с водой в отсутствии катализаторов. Согласно проведенным исследованиям научными группами [39-41] было установлено, что процесс гидролиза-конденсации протекает чрезвычайно быстро с образованием самоорганизующихся мицеллярных частиц (рис 1.3.). Время реакции гидролиза алкоксида титана составляет миллисекунды [42], что в 105 – 108 быстрее, чем у алкоксидов кремния [43]. В работе Sugimoto и соавт. [44] формирование сферических гидратных частиц диоксида титана посредством гидролиза бутилат титана в смешанном растворителе из ацетонитрила и воды было тщательно исследовано с кинетической точки зрения. Авторы продемонстрировали, что гидролиз с образованием первичных частиц осуществляется в течение менее 2 секунд, при этом размер частиц остается практически неизменным, а гелеобразование является результатом их агрегации.
Об образовании однородных частиц независимо от гидролиза в органических средах было недавно сообщено несколькими исследовательскими группами [45,46,72]. Они определили, что структура первичных частиц строго зависит от условий дальнейшей обработки. Результаты гидротермальной обработки TiO2 анатазной модификации при 100С показали полную кристаллизацию из первичных частиц. В отсутствии термообработки и ввиду высокой реакционной способности аморфных оболочек частицы взаимодействуют друг с другом (обратимо или необратимо) посредством водородных связей.
Kessler и cоавт. [41] успешно синтезировали наночастицы диоксида титана диаметром 4 ± 1 нм CaptiGel методом, основанным на модификации предшественников металлов хелатными органическими лигандами, способствующих легкому образованию самоорганизующихся мицеллярных агрегатов (рис. 1.4).
В 1964 году Kato и соавт. [47] опубликовали результаты исследований фотокаталитического окисления 1,2,3,4-тетрагидронафталина с помощью суспензии диоксида титана, за которой далее последовала работа по фотокаталитическому окислению этилена и пропилена в присутствии кислорода, адсорбированного на поверхности TiO2 [48]. Однако самое важное открытие в области фотокатализа было сделано немного позже в 1972 году, и на сегодняшний день оно известно, как «эффект Хонды – Фудзисимы». Более 40 лет назад впервые было продемонстрировано потенциальное использование диоксида титана, как полупроводникого материала, с помощью фотокаталитического окисления воды с разложением её на водород и кислород под ультрафиолетовым облучением в присутствии электрода из TiO2. [49]. Данное открытие послужило сильнейшим толчком для развития полупроводниковых фотокатализаторов [50]. В частности, в 1977 году Frank и Bard [51] исследовали гетерогенное фотокаталитическое окисление цианид ионов CN- в водном растворе с TiO2 в виде порошка, используя тот же метод, что и Фудзисима. В том же году Schrauzer и Guth [52] установили, что допирование диоксида титана ионами железа повышает фотокаталитическую активность рутильной фазы и обеспечивает возможность создания прототипов солнечных ячеек для фотохимического синтеза аммиака из N2 и H2О.
В настоящее время наноразмерный диоксид титана все также привлекает большое внимание как перспективный фотокатализатор ввиду своих уникальных физико-химических свойств, а также из-за своей биологической и химической инертности, высокой устойчивости к фото и химической коррозии и относительно невысокой стоимости [53]. Фотокаталитические свойства диоксида титана можно описать следующим образом: при поглощении кванта света (hv) с длиной волны 390 нм (рис. 1.5), на поверхности TiO2 генерируются электроно-донорные и электронно-акцепторные участки, которые обеспечивают протекание окислительно-восстановительных реакций, приводящих к фотодеструкции любой органической материи в загрязненном воздухе или воде.
Синтез нанокристаллического гидрозоля TiO2
При проведении синтеза нами были использованы следующие реактивы: 1.Тетраизопропоксид титана (С12Н28О4Тi) Бесцветная жидкость, обладающая характерным запахом изопропанола. Изопропоксид титана легко гидролизуется в воде, хорошо растворим в различных органических растворителях. Полимеризуется с течением времени. Молекулярная масса М = 284,22(а.е.м), производитель - фирма Sigma-Aldrich, плотность равна 0,955 г/см3, температура кипения tкип =232оС, показатель преломления составляет 1,464. 2.Азотная кислота (HNO3) Бесцветная или слегка желтоватая прозрачная жидкость, плотность 1,513 г/см (при 20оC), температура плавления tпл=41,59C, температура кипения tкип=82,6С. В работе использовалась концентрированная азотная кислота, соответствующая требованиям ГОСТ 4461-77 Марки «ОСЧ 18-4», Производитель – компания «ХИММЕД», Россия. 3. Серная Кислота (H2SO4) Бесцветная маслянистая жидкость, не имеющая запаха. В работе использовалась 98%-ная серная кислота, плотностью 1,8365 г/см(при 20оC), температура плавления tпл= 0,1C, температура кипения tкип= 332,4C. Производитель – компания Sigma-Aldrich. 4. Изопропиловый спирт (С3Н7ОН) Бесцветная жидкость со спиртовым запахом, температура плавления tпл=-89,5C, температура кипения tкип= 82,4C, температура воспламененияtвосп= 11,7C, удельная теплопроводность = 0,56 10-6, плотность 0,7851 г/см (при 20оC). Молекулярная масса M = 60.09 (а.е.м). В работе использовался изопропиловый спирт, соответствующий требованиям ТУ 6-09-07-1718-91 Марки «ОСЧ». Производитель – компания «ХИММЕД», Россия. 5. Гидроксид натрия (NaOH) Гранулы белого цвета. Растворимость в воде составляет 108,7 г/100мл Молекулярная масса M = 39.997 (а.е.м), температура плавления tпл= 318C, температура кипения tкип= 1390 C, плотность 2,130 г/см. Производитель – компания Sigma-Aldrich. 6. Аммиак моногидрат NH3H2O Жидкость с характерным запахом. В работе использовался 25-28% водный раствор аммиака. Молекулярная масса M = 35.046 (а.е.м), плотность 0,9 г/см (при 25 C). Производитель – компания Sigma-Aldrich. 8. Пентагидрат сульфат меди (СuSO45H2O) Синие прозрачные кристаллы триклинной сингонии. Молекулярная масса M = 249,69(а.е.м), температура плавления tпл= 110C, плотность 2,284г/см. Производитель – компания Sigma-Aldrich. 6. 1,2,3,4 – бутантетракарбоновая кислота (C8H10O8) Порошок белого цвета высокой чистоты (98,5 - 101,5%). Хорошо растворим в воде. Молекулярная масса M=234.16 (а.е.м). Производитель – компания Sigma-Aldrich. 7. Гипофосфит натрия (NaH2PO2) Кристаллы белого цвета. Хорошо растворим в воде. Молекулярная масса M= 87.98(а.е.м). Производитель – компания Sigma-Aldrich. Все реагенты использовались без дополнительной очистки. Для приготовления растворов и других целей была использована бидистиллированная вода. 8. В качестве текстильного материала использовались хлопковые волокна из 100% хлопковой ткани с плотностью 146 гм-2, и числом нитей 21/10 мм. Для модификации нанокомпозитов были использованы следующие лекарственные препараты:
Белый кристаллический порошок. Легко растворим в воде, слабо растворим в спирте и нерастворим в эфире, ацетоне, бензоле, четыреххлористом углероде. Молекулярная масса M = 149.21 (а.е.м). Производитель – компания Sigma-Aldrich. Фосфомицина динатриевая соль (C3H5Na2O4P) Порошок белого цвета с желтоватым оттенком. Молекулярная масса M = 182.02 (а.е.м). Производитель – компания Sigma-Aldrich. Тетрациклин (C22H24N2O8xH2O) Светло-желтый кристаллический порошок без запаха, горького вкуса, плохо растворим в воде и спирте. Устойчив в слабокислой среде, инактивируется в растворах крепких кислот и щелочей. Образует соли с неорганическими и органическими кислотами, и щелочнозелемельными металлами. Молекулярная масса M = 444.43 (а.е.м). Производитель – компания Sigma-Aldrich.
Два типа наноразмерного диоксида титана различной морфологии были использованы для модификации хлопковой ткани и целлюлозных нановолокон (далее наноцеллюлоза).
Синтез нанокристаллического гидрозоля TiO2 Гидрозоль диоксида титана был получен низкотемпературным золь – гель синтезом в водной среде, используя тетраизопропоксид титана (IV) в качестве прекурсора TiO2 (рис 2.2.).
Для этого, 12 мл тетраизопропоксида титана, предварительно растворенного в 16 мл безводного изопропилового спирта(C3H8O/Ti4+ = 3.5), добавляли при постоянном перемешивании в горячую (70С) воду, подкисленную 0,7 мл 0,1M раствора азотной кислоты. После чего, наблюдали интенсивное протекание процесса гидролиза, сопровождающегося выпадением белого осадка. Синтез проводили в условиях непрерывного перемешивания при температуре 80С в течение 8 часов, в результате чего в процессе пептизации и длительной температурной выдержке образовывался прозрачный золь диоксида титана.
Перед началом модифицирования исходную суровую ткань подвергали отвариванию в 200 мл раствора, содержащего Na2CO3 (2.8 г/л) при 100 С в течение 2 часов для удаления из ткани остатков крахмала, шлихтов, естественных примесей и содержащихся в волокнах азотистых, жировосковых и пектиновых веществ. По окончании процесса отварки ткань промывали дистиллированной водой. Таким образом, после стадии отваривания ткань становится мягче, лучше подвергается смачиванию и имеет серо-бурую окраску. Далее подготовленную хлопковую ткань обрабатывали свежеприготовленным пропиточным раствором (рис.2.3).
. Исследование процесса связывания TiO2 с целлюлозой
Видимый размер агрегированных частиц диоксида титана, различимый ввиду элементного контраста, варьируется от долей микрометра до 50 микрометров (рис.3.1.(в)). Частицы в образце 3 распределены более равномерно по волокнам в сравнении с образцом 2, полученным без применения сшивающего агента. Результаты элементного анализа (таблица 3.1.) дают количественное представление о содержании титана в образцах, но не отражают полной картины распределения. Это связано с тем, что титан детектируется только в поверхностных слоях образца (глубина области генерации характеристического рентгеновского излучения при 25 кВ не превышает 5 микрометров) и с небольшого участка поверхности. Также в расчете участвуют легкие элементы С и О, принадлежащие хлопковой ткани. На их концентрации может влиять присутствие 1,2,3,4 - бутантетракарбоновой кислоты (С8Н10О8). Таким образом, массовая доля титана в образце 2 и 3 составляла 11.3 мас.% и 17.2% без сшивающего агента и с его применением, соответственно. Как видно на СЭМ снимках, после 5 циклов стирки заметно снижается количество осадка диоксида титана. ЭДС анализ показал, что пик Ti в образце 5 значительно выше, чем у образца 4, что связано с тем, что больше TiO2 осаждается на хлопковых волокнах, модифицированных с использованием сшивающего агента. Остаточное содержание TiO2 в образце 5 составляет 7.2 мас.%. Потеря диоксида титана во время стирки происходит, по-видимому, через вымывание больших агрегатов с поверхности хлопковой ткани, поскольку их связывание с поверхностью обусловлено физической адсорбцией. Кроме того, согласно результатам ЭДС анализа было найдено пренебрежительно малое количество ионов Na и Са в образцах 4 и 5, присутствие которых может быть обусловлено использованием Na2CO3 в процессе стирки согласно ГОСТ 9733.4-83. В тоже время, присутствие Ca в образцах можно объяснить тем, что на завершающем этапе стирки образцы сначала дважды прополаскивали в дистиллированной воде, а затем в холодной проточной воде в течение 10 минут.
Для изучения кристаллической структуры TiO2 на поверхности хлопковой ткани были исследованы результаты рентгенофазового анализа чистого диоксида титана и TiO2 – модифицированной хлопковой ткани (рис.3.2.). У чистого диоксида титана были обнаружены относительно сильные пики фаз анатаза и брукита, 2 = 12,2, 17,6, 24,7 и 2 = 14,3, 22, соответственно (рис.3.2(а)). Согласно представленным данным полученный нанокристаллический диоксид титана представляет собой анатаз-брукитную модификацию со средним размером кристаллитов 8.9 нм.. Рисунок 3.2. Рентгенограммы (а) образца 1, (б) чистого TiO2, (в) образца 2, (г) образца 3.
Анализ результатов динамического светорассеяния (ДРС/DLS) показал, что максимум распределения частиц диоксида титана в гидрозоле находится около 12 нм (рис.3.4.), включая воду, как первичную гидратную оболочку частицы. Таким образом, размер частиц гидрозоля TiO2, полученного методом ДСР, находится в хорошем согласовании с размером кристаллитов, рассчитанным по РФА. Как видно из данных рентгенофазового анализа (рис.3.2(б)), для необработанной хлопковойткани характерны два пика, расположенные при 2 = 10,9 и 16,4, относящиеся к целлюлозе I. После обработки хлопковой ткани нанокристаллическим золем диоксида титана без использования сшивающего агента был обнаружен новый пик (2 = 12,2), характеризующий наличие кристаллической фазы анатаза (рис.3.2(в)). С другой стороны, у образца 3 наблюдается снижение интенсивности пиков, относящихся к целлюлозе, и увеличение интенсивности пиков анатаза при 2 = 12,2, 17,6 и пика фазы брукита при 2 = 22 (рис.3.2(г)).
Размер кристаллитов у образца 3 составил 9.1 нм. Необходимо отметить, что размытые пики, относящиеся к диоксиду титана, свидетельствуют о малом размере кристаллитов TiO2, формирующихся в процессе золь – гель синтеза. Вместе с тем, использование сшивающего агента, а также гипофосфита натрия кратно усиливает отклик кристаллической анатаз-брукитной модификации, что также свидетельствует об увеличении содержания диоксида титана на поверхности хлопковой ткани. Кроме того, применение сшивающего агента вместе с NaH2PO2 приводит к уменьшению размера кристаллитов в образце 3 по сравнению с образом 2, где ткань обработана только диоксидом титана.
Для исследования пористой структуры необработанной и TiO2 – модифицированной хлопковой ткани была проведена низкотемпературная адсорбция/десорбция азота. Результаты представлены в таблице 3.2. Для образца 2 наблюдается уменьшение удельной площади поверхности с 57,6 до 43,5 м2/гр и объема пор с 0,112 до 0,092 см3/гр по сравнению с необработанной хлопковой тканью. Данный факт можно объяснить тем, что наночастицы диоксида титана блокируют микропоры целлюлозы. Соответствующие количественные данные приведены в таблице 3.2.
Оценка фотокаталитических свойств нанокомпозитов на основе диоксида титана и нанокристаллической целлюлозы
Однако, без использования наночастиц TiO2 в качестве связующего агента, происходит высвобождение с эффектом «выброса» 37% ТЦ в течение первых двух минут из образца НКЦ_ТЦ_M0 (рис.3.29). Как результат, около 80% от общего количества загруженного в образец НКЦ_ТЦ_M0 тетрациклина выходит в течение 4 часов. В данном случае, обнаруженный «взрывной» эффект высвобождения ЛП можно объяснить физической адсорбцией тетрациклина на поверхности волокон нанокристаллической целлюлозы.
Таким образом, проведенные исследования кинетики высвобождения ЛП из нанокомпозитов наглядно демонстрируют необходимость использования диоксида титана в качестве связующего агента между молекулой ЛП и биополимерной матрицой НКЦ для достижения условий устойчивого долгосрочного высвобождения ЛП. Более того, связывание диоксида титана с нанокристаллической целлюлозой обеспечивает медленное высвобождение введенного лекарственного препарата, и, что особенно важно, уровень ЛП в течение длительного времени остается при постоянной концентрации и не подвергается значительным колебаниям. Как правило, традиционные антибиотические препараты применяются местно, три или четыре раза в день для достижения рекомендуемой дозы ЛП [299,300]. Преимущества использования разработанных в настоящей работе нанокомпозитов на основе TiO2 и НКЦ в качестве дермальных антибиотических пластырей с возможностью контролируемого высвобождения ЛП состоят в повышении локальной концентрации антибиотиков без необходимости частых смен. Таким образом, данные нанокомпозиты перспективны, как рано-перевязочные материалы, а также, как уже было ранее продемонстрировано, в качестве систем доставки анестетиков и анальгетиков.
Однако необходимо отметить, что использование сшивающего агента для связывания наночастиц TiO2 с нанокристаллической целлюлозой имеет важные последствия для контролируемого процесса высвобождения ЛП. В частности, было обнаружено высвобождение диклофенака натрия с эффектом «выброса» из нанокомпозита, полученного методом М1, но без применения сшивающего агента 1,2,3,4 – бутантетракарбоновой кислоты (рис.3.30(а)). Полученные результаты показали выход около 84% ДН за первые 10 минут. По-видимому, ЛП был просто вымыт из наноматериала вместе с незакрепленным диоксидом титана, который без использования сшивающего агента химически не связан с поверхностью наноцеллюлозной матрицы. Подобные результаты были получены в работе [301]. Silva и соавт. исследовали потенциальное использование мембран бактериальной целлюлозы в качестве трансдермальных систем доставки диклофенака натрия. В результате, они получили, что около 90% от общего количества ДН высвободилось за первые 10 минут.
Таким образом, применение сшивающего спейсера 1,2,3,4 – бутантетракарбоновой кислоты является не роскошью, а необходимостью, поскольку модифицированные волокна нанокристаллической целлюлозы только TiO2 и ЛП теряют свойства по доставке лекарственных препаратов.
Согласно полученным данным можно сделать вывод, что химическая структура ЛП и, как результат, различие в связывании с нанокристаллической целлюлозой оказывает огромное влияние на процесс высвобождения ЛП. В частности, относительно слабое феноксидное связывание между ТЦ и TiO2-модифицированной нанокристаллической целлюлозы приводит к более быстрому высвобождению ЛП, по сравнению с ДН и ПД. В случае ДН, комплексообразование с TiO2 через карбоксильные группы ведет к относительно медленному высвобождению лекарственного препарата. Пеницилламин Д, с другой стороны, намного медленнее высвобождается из нанокомпозита ввиду сильной связи с поверхностью диоксида титана через комплексообразование с аминогруппами. Наконец, из-за образования высоко-устойчивых к диссоциации комплексов между ФМ и TiO2 наблюдается самый медленный процесс высвобождения ФМ из нанокомпозитов, модифицированных ФМ.
Сравнительная характеристика фотохимических свойств гибридных наноматериалов на основе TiO2 и НКЦ, модифицированных различными типами ЛП
Исследование фоточувствительности синтезированных наноматериалов, модифицированных ЛП, проводили на основе реакции разложения модельного красителя родамина Б под воздействием УФ – облучения. Как было показано ранее в п.3.2.2.1, нанокомпозиты на основе TiO2 и НКЦ без введения ЛП проявляют высокие фотокаталитические свойства. Однако фотокаталитические свойства нанокомпозитов с введенным фосфомицином и тетрациклином были совершенно различны. На рис.3.31. представлены результаты скорости разложения модельного красителя родамина Б под воздействием УФ – облучения в образцах, модифицированных ФМ и ТЦ (рис.3.31). Как видно из рис. 3.31(а,б), образцы НКЦ_TiO2_ФМ_M2 и НКЦ_TiO2_ФМ_M3 проявляют фотохромный эффект, изменяя цвет с розового на фиолетовый под воздействием УФ-облучения в течение 10 минут. Было также обнаружено, что фиолетовая окраска образца медленно возвращается к первоначальному розовому цвету в течение следующих 5 дней после окончания облучения УФ-светом. Данное изменение цвета может быть связано с переходом Ti4+ в Ti3+ под воздействием УФ-облучения и последующим комплексообразованием с молекулой лекарственного препарата – фосфомицином [2].