Сравнительное исследование особенностей сорбции н-бутилксантогената и дибутилдиксантогена на металлические подложки и рутил с применением in situ атомно-силовой спектроскопии

Abstract

Изучено взаимодействие н-бутилксантогената калия и дибутилдиксантогенида с поверхностями ряда субстратов титана, нержавеющей стали и рутила (α-TiO2). Измерение величины краевого угла смачивания методом сидячей капли показало, что обработка исходных поверхностей образцов растворами бутилксантогената калия и эмульсией дибутилдиксантогена приводит к увеличению их гидрофобности. Методом атомно-силовой спектроскопии in situ было показано, что действие ПАВ вызывает увеличение силы притяжения и диапазон ее действия при подводе иглы кантилевера к поверхности как гидрофобных, так и гидрофильных образцов. Наибольшая величина сил притяжения и их дальнодействия до 150 нм обнаруживается при отводе иглы кантилевера от поверхности образцов. Силовые кривые имеют характерный ступенчатый вид, обусловленный образованием на поверхности образцов нанопузырьков, вызывающих появление дальнодействующих гидрофобных сил притяжения капиллярной природы. Дибутилдиксантоген проявил себя как высокоактивный реагент, вызывающий образование наноразмерных газовых структур на гидрофобных и, в меньшей степени, на гидрофильных поверхностях

An interaction of potassium buthylxanthate and of dibuthyldixanthogen with metallic Ti, stainless steel and α-TiO2 surfaces was studied. Contact angle measurements by sessile drop technique showed that the treatment of initial substrate surfaces with potassium buthylxanthate aqueous solution or with dibuthyldixanthogen emulsion render them more hydrophobic. Using in situ atomic force spectroscopy, the sorption of surface active substances was shown to give rise to an increase in both adhesive force magnitude and the range within it acts at the approach of cantilever tip to the surface of both hydrophobic and hydrophilic samples. The maximum of both adhesive force and their range, up to 150 nm, took place in case of retract of cantilever tip from sample surface. Force curves are steeper, which related with the formation of nanobubbles on the surfaces of samples under study arising the longrange hydrophobic force of capillary origin. Dibuthyldixanthogen exhibited highly-active reagent properties inducing the formation of nanoscale gas structures on both hydrophobic and, in less extent, hydrophilic surfaces