vestichИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series1561-83312524-2342The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestich-263Research ArticleФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯPHYSICAL CHEMISTRYПОЛУЧЕНИЕ ЧАСТИЦ ДИОКСИДА ЦЕРИЯ И ИХ АНТИОКСИДАНТНАЯ АКТИВНОСТЬPREPARATION OF CERIA PARTICLES AND THEIR ANTIOXIDANT ACTIVITYАбакшонокА. В.AbakshonokA. V.

магистр хим. наук, мл. науч. сотрудник

M. Sc. (Chemistry), Junior Researcher

nura2007@tut.byКвасюкА. А.KvasyukA. A.

мл. науч. сотрудник

Junior Researcher

saja88@mail.ruЕреминА. Н.EryominA. N.

д-р хим. наук, гл. науч. сотрудник

D. Sc. (Chemistry), Chief Researcher

yan47@mail.ruАгабековВ. Е.AgabekovV. E.

академик, д-р хим. наук, профессор, директор

Academician, D. Sc. (Che mist-ry), Professor, Director

chnm@ichnm.basnet.byИнститут химии новых материалов НАН БеларусиInstitute of Chemistry of New Materials of the National Academy of Sciences of Belarus20170510201703716Copyright © Абакшонок А.В., Квасюк А.А., Еремин А.Н., Агабеков В.Е., 20172017Абакшонок А.В., Квасюк А.А., Еремин А.Н., Агабеков В.Е.Abakshonok A.V., Kvasyuk A.A., Eryomin A.N., Agabekov V.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestichem.belnauka.by/jour/article/view/263

В водно-аммиачной среде, в том числе содержащей пероксид водорода или цитрат натрия, синтезированы частицы диоксида церия. Полученные золи выдерживали 6 ч при комнатной температуре, обрабатывали ультразвуком (УЗ) или кипятили под давлением (~80 кПа). После УЗ обработки интенсивность поглощения частиц увеличилась в 3,4–3,7 раза по сравнению с выдержанными при комнатной температуре или подвергнутые термообработке под давлением. Добавка Н2О2 или Na3C6H5O7 в среду синтеза уменьшает средний гидродинамический диаметр частиц (116–216 нм) и индекс полидисперсности золя (0,18–0,27) в водной среде. Полученные оксидные церие вые частицы окисляют 2,2-азино-бис(3-этил-бензотиазолин-6-сульфоновую кислоту) и разлагают Н2О2. Наибольшую «оксидазную» активность проявили частицы, обработанные УЗ. Их «каталазная» активность снижается с увеличением концентрации Н2О2.

 

 

 

 

Ceria particles were synthesized in the aqueous ammonia solution in presence of hydrogen peroxide or sodium citrate. The obtained sols were exposed at room temperature for 6 hours, thеn treated with ultrasound or heated under pressure (~80 kPa). After sonication the absorption intensity of the particles increased by 3.4–3.7 times, as compared to the particles aged at room temperature or heated under pressure. Addition of H2O2 or Na3C6H5O7 in the synthesis medium leads to the reduction of hydrodynamic diameter of particles (116–216 nm) and polydispersity index of the sol (0,18–0,27). The resulting ceria particles are able to oxidize 2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) and decompose H2O2. The highest «oxidase» activity showed the particles treated with ultrasound. Their «catalase» activity decreases with the increase of H2O2 concentration.

 

 

 

 

наночастицыдиоксид цериясинтезантиоксидантная активностьnanoparticlescerium dioxidesynthethis methodsantioxidant activityReferencesNanoceria as Antioxidant: Synthesis and Biomedical Applications / A.S. Karakoti [et al.] // JOM (1989). – 2008. – Vol. 60, № 3. – P. 33–37.Karakoti A. S., Monteiro-Riviere N. A., Aggarwal R., Davis J. P., Narayan R. J., Self W. T., McGinnis J., Seal S., “Nanoceria as Antioxidant: Synthesis and Biomedical Applications”, JOM: the Journal of the Minerals, Metals & Materials Society, 2008, vol. 60, no. 3, pp. 33–37.Наноматериалы на основе диоксида церия: свойства и перспективы использования в биологии и медицине / А.Б. Щербаков [и др.] // Биотехнология. – 2011. – Т. 4, № 1. – С. 9–28.Shcherbakov A. B., Zholobak N. M., Ivanov V. K., Tret’iakov Iu. D., Spivak N. Ia., “Nanomaterials based on cerium dioxide: properties and prospects of use in biology and medicine”, Biotekhnologiia [Biotechnology], 2011, vol. 4, no. 1, pp. 9–28.Иванов, В. К. Нанокристаллический диоксид церия: синтез, структурно-чувствительные свойства и перспективные области применения / В. К. Иванов, О. С. Полежаева, Ю. Д. Третьяков // Рос. хим. журн. – 2009. – Т. LIII, № 2. – С. 56–67.Ivanov V. K., Polezhaeva O. S., Tret’iakov Iu. D., “Nanocrystalline cerium dioxide: synthesis, structurally sensitive properties and promising applications”, Rossiiskii khimicheskii zhurnal [Russian Chemical Journal], 2009, vol. LIII, no. 2, pp. 56–67.Иванов, В. К. Структурно-чувствительные свойства и биомедицинские применения нанодисперсного диоксида церия / В. К. Иванов, А. Б. Щербаков, А. В. Усатенко // Успехи химии. – 2009. – T. 78, № 9. – С. 924–941.Ivanov V. K., Shcherbakov A. B., Usatenko A. V., “Structural-sensitive properties and biomedical applications of nanodispersed cerium dioxide”, Uspekhi khimii [Russian Chemical Reviews], 2009, vol. 78, no. 9, pp. 924–941.Pharmacological potential of cerium oxide nanoparticles / I. Celardo [et al.] // Nanoscale. – 2011, № 3. – Р. 1411–1420.Celardo I., Pedersen J. Z., Traversa E., Ghibelli L., “Pharmacological potential of cerium oxide nanoparticles”, Nanoscale, 2011, no. 3, pp. 1411–1420.Nanoceria: Synthesis and Biomedical Applications / T. Sahu [et al.] // Current Nanoscience. – 2013. – Vol. 9, № 3. – P. 1–6.Sahu T., Bisht S. S., Das K. R., Kerkar S., “Nanoceria: Synthesis and Biomedical Applications”, Current Nanoscience, 2013, vol. 9, no. 3, pp. 1–6.Influence of Hydrogen Peroxide in the Preparation of Nanocrystalline Ceria / F. H. Scholes [et al.] // Chem. Mater. – 2007. – Vol. 19. – P. 2321–2328.Scholes F. H., Hughes A. E., Harding S. G., Lynch P., Miller P. R., “Influence of Hydrogen Peroxide in the Preparation of Nanocrystalline Ceria”, Chemistry of Materials, 2007, vol. 19, pp. 2321–2328.Growth of monodisperse nanocrystals of cerium oxide during synthesis and annealing / S. Ghosh [et al.] // J. Nanopart. Res. – 2010. – Vol. 12. – P. 1905–1911.Ghosh S., Divya D., Remani K. C., Sreeremya T. S., “Growth of monodisperse nanocrystals of cerium oxide during synthesis and annealing”, Journal of Nanoparticle Research, 2010, vol. 12, pp. 1905–1911.Renuka, N. K. Structural characteristics of quantum-size ceria nano particles synthesized via simple ammonia precipitation / N.K. Renuka // Journal of Alloys and Compounds. – 2012. – Vol. 513. – P. 230–235.Renuka N. K., “Structural characteristics of quantum-size ceria nano particles synthesized via simple ammonia precipitation”, Journal of Alloys and Compounds, 2012, vol. 513, pp. 230–235.Djuricic, B. Nanostructured Cerium Oxide: Preparation and Properties of Weakly-agglomerated Powders / B. Djuricic, S. Pickering // Journal of the European Ceramic Society. – 1999. – Vol. 19. – P. 1925–1934.Djuricic B., Pickering S., “Nanostructured Cerium Oxide: Preparation and Properties of Weakly-agglomerated Powders”, Journal of the European Ceramic Society, 1999, vol. 19, pp. 1925–1934.Lee, J.-S. Crystallization behavior of nano-ceria powders by hydrothermal synthesis using a mixture of H2O2 and NH4OH / J.-S. Lee, S.-C. Choi // Materials Letters. – 2004. – Vol. 58. – P. 390–393.Lee J.-S., Choi S.-C., “Crystallization behavior of nano-ceria powders by hydrothermal synthesis using a mixture of H2O2 and NH4OH”, Materials Letters, 2004, vol. 58, pp. 390–393.Heckert, E. G. Fenton-Like Reaction Catalyzed by the Rare Earth Inner Transition Metal Cerium / E. G. Heckert, S. Seal, W.T. Self // Environ. Sci. Technol. – 2008. – Vol. 42, № 13. – P. 5014–5019.Heckert E. G., Seal S., Self W. T., “Fenton-Like Reaction Catalyzed by the Rare Earth Inner Transition Metal Cerium”, Environmental Science & Technology, 2008, vol. 42, no. 13, pp. 5014–5019.Ji, P. Ce3+-Centric Organic Pollutant Elimination by CeO2 in the Presence of H2O2 / P. Ji, L. Wang, F. Chen, J. Zhang // Chem.Cat.Chem. – 2010. – Vol. 2. – P. 1552–1554.Ji P., Wang L., Chen F., Zhang J., “Ce3+-Centric Organic Pollutant Elimination by CeO2 in the Presence of H2O2”, ChemCatChem, 2010, vol. 2, pp. 1552–1554.Oxidase-Like Activity of Polymer-Coated Cerium Oxide Nanoparticles / A. Asati [et al.] // Angew. Chem. Int. Ed. – 2009. – Vol. 48, № 13. – P. 2308–2312.Asati A., Santra S., Kaittanis C., Nath S., Perez J. M., “Oxidase-Like Activity of Polymer-Coated Cerium Oxide Nanoparticles”, Angewandte Chemie International Edition, 2009, vol. 48, no. 13, pp. 2308–2312.Shin, K.-S. Purification and Characterization of a New Member of the Laccase Family from the White-Rot Basidiomycete Coriolus hirsutus / K.-S. Shin, Y.-J. Lee // Archives of Biochemistry and Biophysics. – 2000. – Vol. 384, № 1. – P. 109–115.Shin K.-S., Lee Y.-J., “Purification and Characterization of a New Member of the Laccase Family from the White-Rot Basidiomycete Coriolus hirsutus”, Archives of Biochemistry and Biophysics, 2000, vol. 384, no. 1, pp. 109–115.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.