Структурирование и самоорганизация нанокомпозитов в поле световой волны

• Автор: Позднякова, Светлана Алексеевна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 131 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Методы синтеза наночастиц и нанокомпозиционных материалов

1.1.1 Жидкостные методы синтеза наночастиц

1.1.1.1 Золь-гель процесс

1.1.1.2 Метод химического осаждения из раствора

1.1.2 Синтез гибридных материалов

1.1.2.1 Гибридные материалы типа «наночастица в оболочке»

1.1.2.2 Гибридные материалы типа «наночастицы в полимерной матрице»

1.2 Модификация свойств наночастиц
1.3 Фотокаталитическая полимеризация на поверхности наночастицы. Фотокатализаторы
1.4 Самоорганизация
1.5 Механизм фотоиндуцированного перемещения наночастиц. Гибридные нанокомпозиционные материалы для голографических применений
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДЫ
2.1 Материалы
2.2 Методы исследования
2.2.1 Светорассеяние (мутность)
2.2.2 Показатель преломления
2.2.3 Твердость
2.2.4 Влагопоглощение
2.2.5 Оптическое пропускание
2.2.6 Атомно-силовая микроскопия
2.2.7 Термогравиметрический и дифференциальный термический анализ
2.2.8 Измерение усадок
2.3 Технология изготовления пленочных образцов
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ СИНТЕЗА НАНОКОМПОЗИТОВ ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ФОТОИНДУЦИРОВАННОЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ НАНОЧАСТИЦ
3.1 Синтез наночастиц 2пБ в оболочке органической кислоты
3.2 Исследование свойств синтезированных наночастиц 2пБ
3.2.1 Определение степени совместимости с мономером полученных наночастиц
3.2.2 Моделирование зависимости потерь на светорассеяние от размера наночастиц
3.3 Синтез нанокомпозиционного материала на основе наночастиц гпО и БЮ2..
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ СИНТЕЗИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ. НАНОЧАСТИЦЫ гЫО И БГСЬ В РАЗЛИЧНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТРИЦАХ
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОТОИНДУЦИРОВАННОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ В МАТЕРИАЛЕ ПРИ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ ЗАПИСИ
5.1 Атомно-силовая микроскопия
5.2 ИК спектры нанокомпозита после записи голограммы
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 6. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ НАНОКОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
6.1 Оптический узкополосный фильтр
6.2 Микроструктуры с высоким форматным отношением
6.3 Пропускающие голограммы
6.4 Голографические защитные элементы для маркировки товара
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Любая фотоокислительно-восстановительная химическая реакция, проходящая на поверхности частиц, берет свое начало от захваченных электронов и захваченных дырок, а не от дырок свободной валентной зоны и электронов зоны проводимости [49].
Теперь рассмотрим модель фотокатализатора. Идеальный фотокатализатор должен быть стабильным, недорогим, нетоксичным и, конечно же, светочувствительным.
Основным критерием для распада органических соединений является то, что окислительно-восстановительный потенциал пары Н20/ОН (ОН —>*ОН + е"; Е0= -2,8 В) лежит в пределах запрещенной зоны полупроводника. Некоторые полупроводники обладают энергией ширины запрещенной зоны, достаточной для стимулирования широкого круга химических реакций. К ним относятся ТЮ2, */03, БгТЮз, а-Ре203, ХпО и гпБ.
Полупроводник ТЮ2 наиболее изучен в литературе, так как представляется наиболее перспективным для фотокаталитического разрушения органических загрязнителей. Этот полупроводник обеспечивает наилучший баланс между каталитической производительностью и стабильностью в водной среде [50]. Дисульфиды металлических полупроводников, таких как СйБ, СсШе и РЬБ, считаются недостаточно стабильными для катализа, по крайней мере, в водной среде, так как они легко подвергаются фотоанодной коррозии. Кроме того, эти материалы, как известно, токсичны.
В последние годы активно развивается новый класс фотокатализаторов: нанокристаллические - очень маленькие полупроводниковые частицы с размерами в несколько нанометров. В течение последнего десятилетия фотохимия полупроводниковых наночастиц стала одним из самых исследуемых и быстроразвивающихся разделов физической химии. Интерес к этим полупроводниковым частицам обусловлен их уникальными фотофизическими и фотокаталитическими свойствами [51]. Например, нанокристаллические функциональные материалы на основе диоксида титана вызывают интерес многих исследователей за счет ряда специфических свойств. Имея высокий показатель