Разработка полимерных материалов, модифицированных частицами переходных металлов (Co, Ni, Cu, Pd, Ag)

• Автор: Ко Ко Паинг
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 114 с. : ил.

Содержание
Введение

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Радиационная прививочная полимеризация

1.1.1. Полиэтилентерефталат

1.1.2. Воздействие ионизирующего излучения на полиэтилентерефталат-

1.1.3. Радиационная прививочная полимеризация на основе методов предварительного облучения на воздухе, в вакууме или атмосфере инертного газа

1.1.4. Структура и свойства привитых полимеров

1.2. Общие сведения о наноразмерных частицах

1.2.1. Методы получения наноразмерных частиц металлов

1.2.2. Принцип радиолитического синтеза наночастиц в растворах

1.2.3. Радиационно-химический синтез наночастиц в супрамолекулярных системах
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Приборы проведения анализов и измерений
2.1.1. РХМ- у -
2.1.2. Спектрофотометр
2.1.3. Анализатор вольтамперометрический ABC—1.
2.1.4. Аналитическая сканирующая электронная микроскопия с энергодисперсионной системой
2.2. Методика проведения анализов и измерений
2.2.1. Модификация образцов лавсана прививочной полимеризацией акриловой кислоты
2.2.2. Сорбция и восстановление ионов металлов
2.2.3. Определение количества сорбированного никеля
2.2.4. Контроль количества восстановленного никеля
2.2.4. Анализ каталитической активности
ГЛАВА 3. ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Синтез композиционного материала на основе катионобменной смолы КУ-
3.2. Синтез композиционного материала на основе лавсана
3.2.1. Модификация наночастицами палладия
3.2.2 Модификация наночастицами никеля
3.2.2 Модификация наночастицами меди, кобальта
3.3. Синтез композиционного материала на основе сорбента «Полисорб-4»
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Введение
В последние десятилетия возрос интерес к изучению наноразмерных частиц, в частности, наночастиц различных металлов. Выполненные исследования привели к открытию новых возможностей их применения для получения новых материалов с качественно иными характеристиками, которые находят все большее применение в различных областях науки и техники. Так, в последнее время наноматериалы используют для получения эффективных и избирательных катализаторов, для создания элементов микроэлектронных и оптических устройств, и для синтеза материалов с уникальными свойствами. Кроме этого, существует возможность применения наночастиц для получения медицинских и биологических препаратов.
Изучение коллоидных частиц металлов, преимущественно меди, никеля, кобальта, палладия и других металлов восьмой группы периодической системы было начато в первые десятилетия прошлого века и продолжаются до сих пор. На данный момент разработано множество способов как физических, так и химических для получения наночастиц металлов в различных системах. Основной проблемой синтеза наночастиц является стабилизация их размеров. Для решения этой проблемы используют поверхностно-активные вещества, полиэлектролиты при проведении синтеза в жидкой фазе (вода, полярные растворители, неполярные растворители); проводят синтез в полимерных системах, в которых рост размеров замедляется в результате уменьшения подвижности растущих частиц. В начале 90-х годов двадцатого столетия применение радиационнохимического метода восстановления позволило получить такой химический активный металл как кадмий в коллоидной форме в водном растворе и изучить его электронные, оптические и другие свойства [1].
Одним из перспективных видов катализаторов являются металлполимерные нанокомпозиционные катализаторы. Катализаторы
Рис. 1.4. Схема восстановления ионов металлов в растворе под действием ионизирующего излучения[120]
Добавки (например, спирт) вводятся для того, чтобы связывать радикалы
(например, ОН) окисляющие атомы, М° агрегирующие в кластеры. Так же вводятся лиганды, полимеры для стабилизации роста частиц. Окислительновосстановительный потенциал Е°(Мп/Мп) увеличивается с увеличением числа ядер [121].
Количество и вид добавки (такие, как лиганд, поверхностно-активное вещество, и т.д.) позволяют контролировать размеры, форму и структуру полученных наночастиц. Кроме синтеза металлических наночастиц синтезируются частицы галогенидов металлов и другие неметаллические наночастицы [122—125], большие усилия были сосредоточены на синтезе металлических частиц типа ядро-оболочка, сплавы [126,127]. Путем радиолитического восстановления персульфат иона в водном растворе получены ионы 50|_, что было использовано для получения наночастиц сульфата бария путем осаждения ионов Ва2+(реакция—1.16) [128].
$201-+ е-ч 501" + БО! (1.16)
Приведенные примеры демонстрируют возможность расширения применения ионизирующего излучения в области наноматериалов и нанотехнологии.
Условия синтеза и стабилизации наночастиц (высокие скорости нуклеаци, большая удельная поверхность и быстрое замораживание, закалка) создают благоприятные возможности для образования неравновесных и неустойчивых структурных форм. Для наночастиц характерна высокая химическая активность, вызванная огромной по отношению к объему поверхностью, химической ненасыщенностью поверхностных атомов, а также действием сил притяжения между
~ 35 ~