Glass Physics and ChemistryGlass Physics and ChemistryФизика и химия стекла0132-66513034-6134The Russian Academy of Sciences69666310.7868/S3034613425040037ArticlesСтатьиResearch ArticleСтруктура порового пространства стеклообразных мембран, допированных галогенидами серебраСтруктура порового пространства стеклообразных мембран, допированных галогенидами серебраErmakovaL. E.ЕрмаковаЛ. Э.ermakova3182@yandex.ruKuznetsovaA. S.КузнецоваА. С.GirsovaM. A.ГирсоваМ. А.VolkovaA. V.ВолковаА. В.KurilenkoL. N.КуриленкоЛ. Н.AntropovaT. V.АнтроповаТ. В.Saint Petersburg State UniversityСанкт-Петербургский государственный университетBranch of the National Research Center 'Kurchatov Institute' – PIK – IHCФилиал НИЦ “Курчатовский институт” – ПИЯФ – ИХС15102025514VOL 51, NO4 (2025)ТОМ 51, №4 (2025)40041920112025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://jdigitaldiagnostics.com/0132-6651/article/view/696663

Для мезопористых стеклообразных матриц и композитов на их основе – базовых матриц, легированных галогенидами серебра (Hal = Cl, Br, I), проведено исследование структурных параметров (удельная поверхность, диаметр пор, распределение пор по размерам, объемная пористость, коэффициент извилистости пор и коэффициент структурного сопротивления) методами адсорбции газов, фильтрации жидкости и электропроводности в растворах 1 : 1 зарядных электролитов.

Для мезопористых стеклообразных матриц и композитов на их основе – базовых матриц, легированных галогенидами серебра (Hal = Cl, Br, I), проведено исследование структурных параметров (удельная поверхность, диаметр пор, распределение пор по размерам, объемная пористость, коэффициент извилистости пор и коэффициент структурного сопротивления) методами адсорбции газов, фильтрации жидкости и электропроводности в растворах 1 : 1 зарядных электролитов.

мезопористое стеклокомпозитпористостьдиаметр поркоэффициент структурного сопротивленияРабота имеет междисциплинарный характер. Исследования структуры материалов выполнены при финансовой поддержке РФФИ (грант 20-03-00544а с использованием оборудования ресурсных центров Научного парка СПбГУ “Нанотехнологии”, “Методы анализа состава веществе”, “Физические методы исследования поверхности” и “Криогенный отдел”). Разработка методик и синтез образцов исследованных материалов проведен в рамках государственного задания ИХС РАН (Государственная регистрация № 1021050501068-5-1.4.3) и филиала НИЦ “Курчатовский институт” – ПИЯФ – ИХС (Государственная регистрация № 1024030700034-2-1.4.3 (Тематика 3)).Wang P., Huang B., Qin X., Zhang X., Dai Y., Wei J., Whang bo M.H. Ag@AgCl: A Highly Efficient and Stable Photocatalyst Active under Visible Light // Angew. Chem. Int. Ed. 2008. V. 47. No 41. P. 7931–7933.Wang Y., Sun L., Fugetsu B. Morphology-controlled synthesis of sunlight-driven plasmonic photocatalysts Ag@AgX (X = Cl, Br) with graphene oxide template // J. Mater. Chem. A. 2013. V. 1. No 40. P. 12536–12544.Han C., Ge L., Chen C., Li Y., Zhao Z., Xiao X., Lib Z., Zhang J. Site-selected synthesis of novel Ag@AgCl nanoframes with efficient visiblelight induced photocatalytic activity // J. Mater. Chem. A. 2014. V. 2. No 31. P. 12594–12600.Tian B., Wang T., Dong R., Bao S., Yang F., Zhang J. Core–shell structured γ-Fe2O3@SiO2@AgBr: Ag composite with high magnetic separation efficiency and excellent visible light activity for acid orange 7 degradation // Appl. Catal. B. 2014. V. 147. No 1. P. 22–28.Zhu J., Li C., Teng F., Tian B., Zhang J. Recyclable Ag@AgBr-gelatin film with superior visible-light photocatalytic activity for organic degradation // Research Chem. Intermed. 2015. V. 41. No 12. P. 9715–9730.Yao X., Liu X. One-pot synthesis of Ag/AgCl@SiO2core–shell plasmonic photocatalyst in natural geothermal water for efficient photocatalysis under visible light // J. Molecular Catalysis A: Chemical. 2014. V. 393. P. 30–38.Fan Y., Ma W., Han D., Gan S., Dong X., Niu L. Convenient recycling of 3D AgX/graphene aerogels (X = Br, Cl) for efficient photocatalytic degradation of water pollutants // Adv. Materials. 2015. V. 27. No 25. P. 3767–3773.Wu C. Facile room temperature synthesis of Ag@AgBr core–shell microspheres with high visible-light-driven photocatalytic performance // J. Materials Research. 2015. V. 30. No 5. P. 677–685.Xiao X., Ge L., Han C., Li Y., Zhao Z., Xin Y., Fang S., Wu L., Qiu P. A facile way to synthesize Ag@AgBr cubic cages with efficient visible-light-induced photocatalytic activity // Appl. Catalysis B: Environmental. 2015. V. 163. P. 564–572.Yao X., Liu X., Zhu D., Zhao C., Lu L., Synthesis of cube-like Ag/AgCl plasmonic photocatalyst with enhanced visible light photocatalytic activity // Catal. Commun. 2015. V. 59. P. 151–155.Yao X., Liu X., Zhu D., Zhao C., Lu L. Synthesis of cube-like Ag/AgCl plasmonic photocatalyst with enhanced visible light photocatalytic activity // Catal. Commun. 2015. V. 59. P. 151–155.Lin Z.Y., Xiao J., Yan J.H., Liu P., Lia L.H., Yang G.W. Ag/AgCl plasmonic cubes with ultrahigh activity as advanced visible-light photocatalysts for photodegrading dyes // J. Mater. Chem. A. 2015. V. 3. No 14. P. 7649–7658.Liu L., Deng J., Niu T., Zheng G., Zhang P., Jin Y., Insiyoo T., Sun X. One-step synthesis of Ag/AgCl/GO composite: A photocatalyst of extraordinary photoactivity and stability // J. Colloid Interface Sci. 2017. V. 493. P. 281–287.Li Q., Chang S., Wu D., Bao S., Zeng C., Nasir M., Tian B., Zhang J. Synthesis of cubic Ag@AgCl and Ag@AgBr plasmonic photocatalysts and comparison of their photocatalytic activity for degradation of methyl orange and 2,4-dichlorophenol // Res. Chem. Intermed. 2018. V. 44. No 6. P. 4651–4661.Sanni S.O., Viljoen E.L., Ofomaja A.E. Accelerated Electron Transport and Improved Photocatalytic Activity of Ag/AgBr Under Visible Light Irradiation Based on Conductive Carbon Derived Biomass // Catalysis Letters. 2019. V. 149. No 11. P. 3027–3040.Chen F., Liang W., Qin X., Jiang L., Zhang Y., Fang S., Luo D. Ag@AgCl Photocatalyst Loaded on the 3D Graphene/PANI Hydrogel for the Enhanced Adsorption-Photocatalytic Degradation and In Situ SERS Monitoring Properties // Chemistry Select. 2021. V. 6. No 17. P. 4166–4177.Udomkun P., Boonupara T., Smith S.M., Kajitvichyanukul P. Green Ag/AgCl as an Effective Plasmonic Photocatalyst for Degradation and Mineralization of Methylthioninium. Chloride // Separations. 2022. V. 9. No 8. P. 191–1–191–17.Lin Y., Gan L.M., Zhao X., Che G., Wang S., Pan Q. Facile synthesis of Ag/AgCl/PAF-54 heterojunction photocatalysts for TC degradation // Chemical synthesis. 2024. V. 4. No 2. P. 32–1–32–14.Trinh N.D., Nguyen T.T.B., Nguyen T.H. Preparation and characterization of silver chloride nanoparticles as an antibacterial agent // Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology. 2015. V. 6. No 4. P. 045011–1–045011–7.Tan P., Li Y.-H., Liu X.-Q., Jiang Y., Sun L.-B.. Core–Shell AgCl@SiO2 Nanoparticles: Ag(I)-Based Antibacterial Materials with Enhanced Stability // ACS Sustainable Chem. Eng. 2016. V. 4. No 6. P. 3268–3275.Jin C., Liu X., Tan L., Cui Z., Yang X., Zhengc Y., Kwok Yeung K.W., Chu P.K., Wu S. Ag/AgBr loaded Mesoporous Silica for Rapid Sterilization and Promotion of Wound Healing // Biomater. Sci. 2018. V. 6. P. 1735–1744.Ju C., Cheng Z., Zhao P., Chu X., Zhong H., Zhang L., Xu J. Fabrication and photocatalytic activity of a novel porous AgBr microstructure // Materials Letters. 2019. V. 242. P. 166–169.Cheikhrouhou W., Ferraria A.M., Botelho do Rego A.M., Ferreira Machado I., Vieira Ferreira L.F., Boufi S. Cotton fabrics decorated with nanostructured Ag/AgX (X: Cl, Br) as reusable solar light-mediated bactericides: A comparative study // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2020. V. 196. P. 111342.Dong Y.-Y., Zhu Y.-H., Ma M.-G., Liu Q., He W.-Q. Synthesis and characterization of Ag@AgCl-reinforced cellulose composites with enhanced antibacterial and photocatalytic degradation properties // Scientific Reports. 2021. V. 11. P. 3366–1–3366–12.Hassan K.T., Ibraheem I.J., Hassan, O.M., Obaid A.S.,.Ali H.H., Thaer A.S., Kadhim M.S. Facile green synthesis of Ag/AgCl nanoparticles derived from Chara algae extract and evaluating their antibacterial activity and synergistic effect with antibiotics // J. Environmental Chemical Engineering. 2021. V. 9. P. 105359.Nguyen T.T.B., Nguyen T.H., Nguyen X.T. Preparation and Antibacterial Evaluation of Polyethylene Glycol Ointment Containing In Situ Silver Chloride Nanoparticles // BioNanoScience. 2022. V. 12. No 1. P. 203–209.Yao X., Liu X. One-pot synthesis of Ag/AgCl@SiO2core–shell plasmonicphotocatalyst in natural geothermal water for efficientphotocatalysis under visible lighti // J. Molecular Catalysis A: Chemical. 2014. V. 393. P. 30–38.Liu L., Deng J., Niu T., Zheng G., Zhang P., Jin Y., J Z., Sun X. One-step synthesis of Ag/AgCl/GO composite: A photocatalyst of extraordinary photoactivity and stability // J. Colloid Interface Science. 2017. V. 493. P. 281–287.Xiao J.-Q., Lin K.-S., Yu Y. Novel Ag@AgCl@AgBr Heterostructured Nanotubes as High-Performance Visible-Light Photocatalysts for Decomposition of Dyes // Catalysis Today. 2018. V. 314. P. 10–19.Ma C., Shi F., Liu J., Li T., Zhu K., Liu J., Cui G., Yang D., Xiaо J. Construction of a novel Ag/AgBr/AgI@SiO2 composite aerogel with controlled pore structure: efficient removal of tetracycline by adsorption/photocatalysis synergism under visible light irradiation // J. environmental chemical engineering. 2023. V. 11. No 3. P. 110157.Chen F., Liang W., Qin X., Jiang L., Zhang Y., Fang S., Luo D. Ag@AgCl Photocatalyst Loaded on the 3D Graphene/PANI Hydrogel for the Enhanced Adsorption-Photocatalytic Degradation and In Situ SERS Monitoring Properties // Chemistry Select. 2021. V. 6. P. 4166–4177.Wang N., Xing Y., Song S., Liu J., Xia H., Tian F., Xu G.Y., Ren Z., Chen P. The synthesis of Ag/AgI with controllable size and silver content via a bola-type assisted protocol and their enhanced photocatalytic performance // Applied Surface Science 2024. V. 654. P. 159521.Guan Y., Wang S., Wang X., Sun C., Huang Y., Liu C., Zhao H. In situ self-assembled synthesis of Ag-AgBr/Al-MCM-41 with excellent activities of adsorption-photocatalysis // Applied Catalysis B: Environmental. 2017. V. 209. P. 329–338.Kreisberg V.A., Antropova T.V. Changing the relation between micro- and mesoporosity in porous glasses: The effect of different factors // Microporous and Mesoporous Materials. 2014. V. 190. P. 128–138.Антропова Т.В., Анфимова И.Н., Головина И.Ф. Влияние состава и температуры тепловой обработки пористых стекол на их структуру и светопропускание в видимой спектральной области // Физика и химия стекла. 2009. Т. 35. № 6. С. 755–765. [Antropova T.V., Anfimova I.N., Golovina I.F. Influence of the composition and temperature of heat treatment of porous glasses on their structure and light transmission in the visible spectral range // Glass Physics and Chemistry. 2009. V. 35. No 6. P. 572–579].Цыганова Т.А., Антропова Т.В., Мякин С.В., Анфимова И.Н. Особенности формирования адсорбционных центров термически модифицированных высококремнеземных пористых стекол // Физика и химия стекла. 2020. Т. 46. № 5. С. 475–481. [Tsyganova T.A., Antropova T.V., Mjakin S.V., Anfimova I.N. Features of the Formation of Adsorption Centers of Thermally Modified High-Silica Porous Glasses // Glass Physics and Chemistry. 2020. Vol. 46. N. 4. P. 400–404].Beilinson Y., Schiller V., Regentin J., Melillo J.H., Greenbaum A., Antropova T., Cerveny S., Vogel M., Feldman Yu. The Nature of the Low-Temperature Crossover of Water in Hard Confinement // J. Phys. Chem B. 2023. V. 127. P. 5128–5140.Ermakova L.E., Kuznetsova A.S., Girsova M.A., Kurilenko L.N., Antropova T.V. Electrokinetic Properties of Vitreous Mesoporous Membranes Doped with Silver Iodide // Glass Physics and Chemistry. 2022. V. 48. No 4. P. 248–265.Ermakova L., Kuznetsova A., Girsova M.A., Volkova A., Antropova T. Electrokinetic Properties of Mesoporous Vitreous Membranes Doped by Silver-Silver Halides // Membranes. 2023. V. 13. No 2. 126–140.Antropova T., Girsova M., Anfimova I., Drozdova I., Polyakova I., Vedishcheva N. Structure and spectral properties of the photochromic quartz-like glasses activated by silver halides // J. Non-Cryst. Solids. 2014. V. 401. P. 139–141.Antropova T., Drozdova I., Kukhtevich I., Evstrapov A., Esikova N. Application of high resolution microscopy and optical spectroscopy for study of phase separation in phosphorus- and fluorine-containing sodium borosilicate glasses // Optica Applicata. 2010. V. XL. No 2. P. 293–304.Жданов С.П. Пористые стекла и их структура // Wiss. Ztschr. Friedrich-Schiller-Univ., Jena, Math.-Naturwiss. Reihe. 1987. Bd 36. H 5/6. S. 817–830.Antropova T.V., Girsova M.A., Anfimova I.N., Drozdova I.A. Spectral properties of the high-silica porous glasses doped by silver halides // Journal of Luminescence. 2018. V. 193. P. 29–33.Гирсова М.А., Головина Г.Ф., Анфимова И.Н., Куриленко Л.Н. Исследование серебросодержащих композиционных материалов на основе нанопористых силикатных стекол, легированных ионами Tb3+ или Sm3+, методом ИК спектроскопии // Физика и химия стекла. 2019. Т. 46. № 6. С. 548–558. [Girsova M.A., Golovina G.F., Anfimova I.N., Kurilenko L.N., Infrared Spectroscopy Study of Silver-Containing Composite Materials Based on Nanoporous Silicate Glass Doped with Tb3+ or Sm3+ Ions // Glass Physics and Chemistry. 2019. Vol. 45. No 5. P. 325–331].Barrett E.P., Joyner L.G., Halenda P.P. The determination of pore volume and area distributions in porous substances. I. Computations from nitrogen isotherms // J. Am. Chem. Soc. 1951. V. 73. No 1. P. 373–380.Harkins W.D., Jura G. Surfaces of Solids. XIII. A Vapor Adsorption Method for the Determination of the Area of a Solid without the Assumption of a Molecular Area, and the Areas Occupied by Nitrogen and Other Molecules on the Surface of a Solid // J. American Chem. Soc. 1944. V. 66. No 8. P. 1366–1373.Lippens B.C., Linsen B.G., De Boer J.H. Studies on Pore Systems in Catalysts I. The adsorption of nitrogen; apparatus and calculation // J. Catalysis. 1964. V. 3. No 1. P. 32–31.De Boer J.H., Lippens B.C., Linsen B.G., P. Broekhoff J.C. van den Heuvel A., Osinga Th.J. The t-curve of multimolecular N2-adsorption // J. Colloid. Interface Sci. 1966. V. 21. No 4. P. 405–414.Ермакова Л.Э., Антропова Т.В, Волкова А.В., Кузнецова А.С., Гринкевич Е.А. Анфимова И.Н. Структурные параметры мембран из пористого стекла в растворах электролитов, содержащих однозарядные (Na+, K+) и трехзарядные (Fe3+) катионы // Физика и химия стекла. 2018. Т. 44. № 4. С. 346–360. [Ermakova L.E., Antropova T.V., Volkova A.V., Kuznetsova A.S., Grinkevich E.A., Anfimova I.N. Structural Parameters of Membranes from Porous Glass in Aqueous Solutions of Electrolytes, Containing Singly-Charged (Na+, K+) and Triple-Charged (Fe3+) Cations // Glass Physics and Chemistry. 2018. V. 44. No 4. P. 269–278].Ермакова Л.Э., Волкова А.В., Антропова Т.В, Муртазалиева Ф.Г. Коллоидно-химические характеристики пористых стекол различного состава в растворах KNO3. 1. Структурные и электрокинетические характеристики мембран // Коллоидный журн. 2014. Т. 76. № 5. С. 594–600. [Ermakova L.E., Volkova, A.V.; Antropova T.V., Murtuzalieva F.G. Colloido-Chemical Characteristics of Porous Glasses with Different Compositions in KNO3 Solutions. 1. Structural and Electrokinetic Characteristics of Membranes // Colloid J. 2014. V. 76. No 5. P. 546–552].Ермакова Л.Э., Волкова А.В., Кузнецова А.С., Гринкевич Е.А., Антропова Т.В. Электрокинетические характеристики пористых стекол в растворах хлоридов натрия и железа (III) Коллоидный журнал // 2018. Т. 80. № 3. С. 272–283. [Ermakova L.E., Volkova A.V., Kuznetsova A.S., Grinkevich E.A., Antropova T.V. Electrokinetic Characteristics of Porous Glasses in Solutions of Sodium and Iron(III) Chlorides. Colloid Journal. 2018. V. 80. No 3. P. 255–265]Ермакова Л.Э., Гринкевич Е.А., Волкова А.В., Антропова Т.В. Структурные и электроповерхностные свойства железосодержащих пористых стекол в растворах NaCl. I. Структурные и транспортные характеристики пористых стекол // Коллоидный журнал. 2018. Т. 80. № 5. С. 518–527. [Ermakova L.E., Grinkevich E.A., Volkova A.V., Antropova T.V. Structural and Electrosurface Properties of Iron-Containing Porous Glasses in NaCl Solutions. I. Structural and Transport Characteristics of Porous Glasses // Colloid Journal. 2018. V. 80. No 5. P. 492–500].Ermakova L.E., Kuznetsova A.S., Volkova A.V., Antropova T.V. Structural and electrosurface properties of iron-containing nanoporous glasses in KNO3 solutions // Colloids and Surfaces A, Physicochemical and Engineering Aspects. 2019. V. 576. P. 91–102.Ермакова Л.Э., Кузнецова А.С., Волкова А.В., Антропова Т.В., Анфимова И.Н. Структурные характеристики и электропроводность пористых стекол различного состава в растворах хлоридов натрия, лантана и железа (III) // Коллоидный журнал. 2020. Т. 82. № 3. С. 310–323. [Ermakova L.E., Kuznetsova A.S., Volkova A.V., Antropova T.V., Anfimova I.N. Structural Characteristics and Electrical Conductivity of Porous Glasses with Different Compositions in Solutions of Sodium, Lanthanum and Iron(III) Chlorides // Colloid Journa. 2020. V. 82. No 3. P. 262–274]Ермакова Л.Э., Кузнецова А.С., Антропова Т.В., Волкова А.В. Структурные и электрокинетические характеристики высококремнеземных пористых стекол в растворах хлорида никеля // Коллоидный журнал. 2021. Т. 83. № 4. С. 394–403. [Ermakova L.E., Kuznetsova A.S., Antropova T.V., Volkova A.V. Structural and Electrokinetic Characteristics of High-Silica Porous Glasses in Nickel Chloride Solutions // Colloid Journal. 2021. V. 83. No 4. P. 418–427].Кузнецова А.С., Ермакова Л.Э., Анфимова И.Н., Антропова Т.В. Влияние термической обработки микропористого стекла на его структурные и электроповерхностные характеристики // Физика и химия стекла. 2022. Т. 48. № 3. С. 262–271. [Kuznetsova A.S., Ermakova L.E., Anfimova I.N., Antropova T.V. Effect of Heat Treatment of Microporous Glass on Its Structural and Electrosurface Characteristics // Glass Physics and Chemistry. 2022. V. 48. No 3. P. 180–186].