Structure and Properties of Solid Aluminum Oxide Nanocomposites – a Promising Sorbent for Immobilization of Biometabolites and Microorganisms

The data on investigation of oxide-ceramic coating formed by microarc oxidation of porous samples from aluminum alloys of different chemical composition (AK15, AMg6, D16) are presented. The microstructure of the obtained composites, pore size distribution, macrostructure of the surface of porous aluminum samples before and after microarc oxidation, phase and elemental composition were studied. It is shown that microarc oxidation leads to the formation of a composite coating consisting of various forms of aluminum oxide (α-, γ-Al₂O₃) and mullite 3Al₂O₃·2SiO₂. It is noted that the obtained oxide compounds of aluminum and silicon can serve as the basis of sorbents for immobilization of chemical and biological substances with different molecular weights, as well as cells of microorganisms, in particular Escherichia coli.

1. Tikhomirova T.I., Kubyshev S.S., Ivanov A.V., Nesterenko P.N. Sorbent Based on Aluminum Oxide Modified with Sodium Sulfonate. Russian Journal of Physical Chemistry A. 2009. Vol. 83. No. 7. P. 1208—1211.

2. Himani U., Nijhuma K., Sneha Ch., S. Swarupa Tripathy, Sonali Ga., Rajni S., Bharti Sh., Nahar S. Surface modified alumina compact. A potential material for decontamination of trivalent and hexavalent chromium and growth inhibitor of microbes from water. Advanced Materials Letters. 2017. Vol. 8(5). P. 592—599.

3. Пат. RU 2304463 С2. Паноразмерный электроположительный волокнистый адсорбент. Ф. Теппер, Л. Каледин. Патентообладатель Аргонид корпорейшн (US). №2003136737/15; Заявл. 21.06.2002; Опубл. 20.08.2007. Бюл. №23.

4. Комаров А.И., Романюк А.С., Шипалов Д.А. Формирование микродуговым оксидированием модифицированного диоксидом циркония покрытия на алюминиевых сплавах в электролите-суспензии. Сб. науч. трудов "Актуальные вопросы машиноведения". 2021. Вып.10. С. 342—345.

5. Благитко Е.М., Бурмистров В.А., Колесников А.П., Михайлов Ю.И., Родионов П.П. Физиологическое воздействие наночастиц серебра на организм человека. www.nanonewsnet.ru. Серебро в медицине. Новосибирск, Наука-Центр, 2004. 256 с.

6. Карамышева Ю.С., Комаров А.И., Гудков В.Г. и др. Сорбционная активность различных форм оксида алюминия в отношении возбудителей паразитарных кишечных инфекций. Медицинские новости. 2019. № 12. С. 70—74.

7. Романова Р.Г., Петрова Е.В. Кислотно-основные свойства поверхности оксидов алюминия. Вестник Казанского технологического университета. 2006. Вып. 6. С. 73—90.

8. Awatif Rashed Z. Almotairy, A. M. Amer, Hadir El-Kady, Bassma H. Elwakil, Mostafa El-Khatib, Ahmed M. Eldrieny. Nanostructured γ-Al2O3 Synthesis Using an Arc Discharge Method and its Application as an Antibacterial Agent against XDR Bacteria. Inorganics 2023. Vol. 11. P. 42. https://doi.org/10.3390/inorganics11010042.

9. Uppal H., Kayal N., Chawla S. et al. Surface modified alumina compact: A potential material for decontamination of trivalent and hexavalent chromium and growth inhibitor of microbes from water. Advanced Materials Letters. 2017. Vol. 8(5). P. 592—599.

10. Ларионов И.В., Рыбальченко О.В., Орлова О.Г. и др. Адсорбция пробиотических бактерий на целюлозных сорбентах. Сорбционные и хроматографические процессы. 2011. Т. 11. Вып. 6. С. 792—798.

11. Золотухина Е.В., Спиридонов Б.А., Федянин В.И., Шарипова Л.Т. Электрохимическое поведение нанопористого анодированного алюминия в воде с микроорганизмами. Вестник Воронежского государственного технического университета. 2010. Т. 6. № 10. С. 7—11.