Pristupačnost
PROJEKT POLYMIN2
IP-2020-02-9571
Trajanje:
15.1.2021. – 15.11.2025.
Financiranje / Funding:
HRVATSKA ZAKLADA ZA ZNANOST
VODITELJ PROJEKTA / PRINCIPAL INVESTIGATOR: prof. dr. sc. Tajana Begović
INSTITUCIJE KOJE SUDJELUJU U PROJEKTU / INSTITUTIONS
Prirodoslovno-matematički fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Zagreb, Hrvatska
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije Sveučilišta u Zagrebu, Zagreb, Hrvatska
NAZIV PROJEKTA / PROJECT TITLE
Fizikalna kemija procesa na međupovršini mineral/otopina (poli)elektrolita
Physical chemistry of processes at mineral/(poly)electrolyte solution interface
SAŽETAK / ABSTRACT
Razumijevanje procesa na površinama minerala suspendiranih u vodenim otopinama elektrolita i polielektrolita važno je za razvijanje teorijskih modela ali i za brojne primjene. Procesi na površinama često su složeni i međuovisni, a u sklopu ovog projekta primjenom eksperimentalnih metoda i teorijskih modela proučavat će se procesi na površini, u otopini i njihov međusobni utjecaj. Istražit će se procesi na površinama odabranih minerala (TiO2, SiO2 i CaF2) i površinama ovih minerala prekrivenih polielektrolitima različitih gustoća naboja. Kalorimetrijskim, potenciometrijskim, elektrokinetičkim i elektrokemijskim metodama ispitat će se utjecaj ionske jakosti i sastava otopine na površinske reakcije. Mogućnosti eksperimentalnih tehnika povećat će se sparivanjem različitih eksperimentalnih metoda. Istražit će se adsorpcija polielektrolita na svojstva električki nabijenih površina minerala i nanočestica. Koloidna stabilnost suspenzija koje sadrže ispitivane minerale usporedit će se s koloidnom stabilnošću minerala prekrivenih polielektrolitima. Ispitat će se kemijska reaktivnost i otapanje minerala prekrivenih polielektrolitima. Ova istraživanja uključuju razvoj modela koji opisuje stanje na površini i utjecaj adsorpcije polielektrolita na reakcije na površini. Materijali (minerali i makromolekule) birani su temeljem njihove bioaktivnosti i biokompatibilnih svojstava.
Understanding the processes on mineral surfaces in aqueous electrolyte and polyelectrolyte solutions are important for the development of theoretical models but also for numerous applications. Processes on mineral surfaces are often complex and interdependent. Within the proposed project the processes on the surface, in solution, and their interplay will be studied using experimental methods and theoretical models. The processes on the surfaces of selected minerals (TiO2, SiO2 and CaF2) and the surface of these minerals covered with polyelectrolytes of different charge densities will be investigated. The chemical stability of the mineral surfaces and the surface dissolution will be investigated. The influence of ionic strength and solution composition on surface reactions will be investigated by calorimetric, potentiometric, electrokinetic and electrochemical methods. One of the objectives of the project is to link different experimental methods in order to simultaneously measure different parameters that characterize surface reactions. The influence of the polyelectrolyte adsorption on the surface reactions and properties of electrically charged mineral surfaces will be explored. A model that describes surface equilibrium state and the effect of polyelectrolyte adsorption on the reactions leading to transformation and dissolution of the mineral will be derived and applied. Materials (minerals and macromolecules) will be selected on the basis on their bioactivity and biocompatibility.
ZNANSTVENI RADOVI /SCIENTIFIC PAPERS
1. Frank Heberling, Tin Klačić, Paolo Raiteri, Peter Eng, Joanne Stubbs, Teba Gil-Díaz, Tajana Begović, Johannes Lützenkirchen
Interfacial structure and surface complexation at the calcite(104)-water interface, Environ. Sci. Technol. 55 (18) (2021) 12403-12413., DOI: 10.1021/acs.est.1c03578 (IF: 9,028; Q1)
2. Tin Klačić, Jozefina Katić, Danijel Namjesnik, Jasmina Jukić, Davor Kovačević, Tajana Begović
Adsorption of Polyions on Flat TiO2 Surface, Minerals 11 (2021) 1164.
3. J. Jukić, D. Kovačević, N. Cindro, R. Fink, M. Oder, A-M. Milisav, J. Požar,
Predicting the outcomes of interpolyelectrolyte neutralization at surfaces on the basis of complexation experiments and vice versa,
Soft Matter 2022, 18, 744-754 (https://doi.org/10.1039/D1SM01308D).
4. Jasmina Jukić, Tea Juračić, Eva Josić, Danijel Namjesnik, Tajana Begović, Effects of Polyion Adsorption on Surface Properties of TiO2 , Adsorption 2023, DOI: 10.1007/s10450-023-00397-9.
5. T. Klačić, J. Katić, D. Kovačević, D. Namjesnik, A. Abdelmonem, T. Begović, Measurements of the surface potentials at the mineral/electrolyte interface, Reviews in Mineralogy and Geochemistry (prihvaćeno, u postupku objavljivanja).
SUDJELOVANJE NA ZNANSTVENIM SKUPOVIMA / SCIENTIFIC CONFERENCES
1. T. Klačić, J. Jukić, J. Katić, D. Kovačević, T. Begović, Modification of flat Ti/TiO2 surface with strong polyelectrolytes, (poster)
35th Conference of the European Colloid & Interface Society, Atena, Grčka, rujan 2021.
2. S.-M. Franov, D. Kovačević, T. Begović, J. Jukić, (poster)
Stability and aggregation kinetics of TiO2 nanoparticles,
27. hrvatski skup kemičara i kemijskih inženjera, Veli Lošinj, Hrvatska, listopad 2021.
3. D. Namjesnik, J. Katić, T. Begović, (poster)
Properties of spontaneously and electrochemically formed Ti/TiO2 layers in sodium chloride solution
27. hrvatski skup kemičara i kemijskih inženjera, Veli Lošinj, Hrvatska, listopad 2021.
4. K. Korade, M. Prpić, D. Hasenay, D. Namjesnik, T. Begović, (poster)
Surface reactions in aqueous solutions of insoluble oxides (TiO2) and poorly soluble oxides (SiO2),
27. hrvatski skup kemičara i kemijskih inženjera, Veli Lošinj, Hrvatska, listopad 2021.
5. T. Begović, D. Namjesnik, T. Klačić, J. Lützenkirchen, (predavanje)
Surface potentials and processes at the mineral/aqueous electrolyte surfaces,
Ion adsorption and electrokinetic transport at interfaces (CECAM-FR-GSO), Site de Marcoule, Marcoule, Francuska, svibanj 2022.
6. T. Begović,
Adsorption of polyions and corrosion protection of TiO2 surface, (predavanje)
Surface Redox Reactions: Applications and Recent Advances (SURF2R), ENSCR, Rennes, Francuska, srpanj 2022.
7. T. Begović, E. Josić, T. Juračić, J. Salopek
Effects of Polyion adsorption on aggregation of TiO2 particles, (predavanje)
11th International Symposium Effects of Surface Heterogeneity in Adsorption, Catalysis and related Phenomena – Isshac-11, Zagrze, Poljska, rujan 2022.
8. T. Begović, T. Klačić, A. Jurković, L. Šego, M. Tomić, (poster)
The influence of surface charging on dissolution and crystal growth of fluorite,
1st Central and Eastern European Conference on Physical Chemistry & Materials Science (CEEC-PCMS1), Split, Hrvatska, srpanj 2022.
9. D. Kovačević, T. Begović, (poster)
Stability of nanoparticles and their interactions with polyelectrolytes,
XXVIII. hrvatski skup kemičara i kemijskih inženjera, Rovinj, ožujak 2023.
DIPLOMSKI RADOVI / DIPLOMA THESIS:
1.Mateja Prpić, Površinska svojstva koloidnih čestica anatasa, datum diplomskog ispita: 18. veljače 2022.
2. Leonarda Šego,Sinteza i karakterizacija koloidnih čestica fluorita, datum diplomskog ispita: 29. rujna 2022.
3. Ana Marija Kuzmić, Određivanje brzine agregacije koloidnih čestica SiO2 i TiO2 metodom statičkog raspršenja svjetlosti, datum diplomskog ispita: 17. veljače 2023.
4. Ana Jurković, Površinska svojstva i otapanje fluorita (neposredni voditelji dr. sc. D. Namjesnik i T. Klačić, mag. chem.), datum diplomskog ispita: 24. veljače 2023.
5. Dragutin Hasenay, Površinska svojstva i otapanje koloidnih čestica silike, datum diplomskog ispita: 24. veljače 2023.
6. Tea Juračić, Adsorpcija poli(N-etil-4-vinilpiridina) na koloidni film i čestice titanijeva tioksida, (neposredni voditelj K. Korade, mag. chem.), datum diplomskog ispita: 23. studenoga 2023.
7. Filip Gregurec, Adsorpcija poli(N-etil-4-vinilpiridinijeva) kationa na nanočestice silicijeva dioksida, (neposredni voditelj K. Korade, mag. chem.), datum diplomskog ispita: 23. veljače 2024.
DISERTACIJE / PhD THESIS:
PROJEKTNI TIM / PROJECT TEAM
PMF Sveučilište u Zagrebu:
prof. dr. sc. Tajana Begović,
prof. dr. sc. Davor Kovačević,
izv. prof. dr. sc. Josip Požar,
dr. sc. Danijel Namjesnik,
dr. sc. Jasmina Jukić,
dr. sc. Tin Klačić
dr. sc. Mateja Pisačić
mag. chem. Karla Korade
dr. sc. Juraj Nikolić
FKIT Sveučilište u Zagrebu:
izv. prof. dr. sc. Jozefina Katić