Наночастицы на поверхности ультрадисперсного политетрафторэтилена

• Автор: Коробов, Максим Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 165 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. КРАТКИЙ ОБЗОР МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩИХ НАНОЧАСТИЦ

1.1. ЧТО ТАКОЕ НАНОЧАСТИЦА

1.2. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ

1.2.1. Получение НРЧ диспергированием компактного

материала

1.2.2. Химические способы получения наночастиц

1.3. СТАБИЛИЗАЦИЯ НАНОЧАСТИЦ

1.3.1. Стабилизация в жидкой фазе

1.3.1.1. Капсулирование полимерными оболочками

1.3.1.2. Неорганические и композиционные покрытия
1.3.2. Стабилизация в твердой фазе
1.3.3. Стабилизация на подложках
1.3.4. Стабилизация на наноносителях
1.3.4.1. Стабилизация наночастиц на гранулах благородного
1.3.4.2. Стабилизация наночастиц на углеродных
нанотрубках
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. ИСХОДНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ИХ ОЧИСТКА И ПРИГОТОВЛЕНИЕ
2.2. ОБЩАЯ МЕТОДИКА ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО
МАТЕРИАЛА, СОДЕРЖАЩЕГО НАНОЧАСТИЦЫ НА
ПОВЕРХНОСТИ НАНОГРАНУЛ УПТФЭ
2.2.1. Получение железосодержащих наночастиц
2.2.2. Получение кобальтсодержащих наночастиц
2.2.3. Получение медьсодержащих наночастиц
2.2.4. Получение никельсодержащих наночастиц
2.2.5. Получение наночастиц палладия
2.2.6. Получение гетерометаллических наночастиц
2.3. ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА И СТРОЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ
ГЛАВА 3. РЕЗУЛТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕН
3.2. УЛЬТРАДИСПЕРСНЫЙ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕН
3.2.1. Механизм терморазложения политетрафторэтилена
3.2.2. Размеры частиц и топография поверхности глобул.
3.2.3. Инфракрасная спектроскопия
3.2.4. Рентгеновский фазовый анализ 3.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ, СОСТАВА И СТРОЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ
3.3.1. Медьсодержащие наночастицы, стабилизированные УПТФЭ
3.3.1.1. Состав и размеры наночастиц
3.3.1.2. ЕХАРБспектроскопия
3.3.2. Кобальтсодержащие наночастицы, стабилизированные УПТФЭ
3.3.2.1. Состав и размеры наночастиц
3.3.2.2. ЕХАРЭспектроскопия 3.3.3. Железосодержащие наночастицы, стабилизированные УПТФЭ
3.3.3.1. Состав и размеры наночастиц
3.3.3.2. Мессбауэровская спектроскопия
3.3.3.3. Рентгеновская эмиссионная спектроскопия
3.3.3.4. ЕХАРЭспектроскопия
ГЛАВА 4. РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ
МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩИХ НАНОЧАСТИЦ
4.1. КАТАЛИТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ
4.1.1. Каталитическая активность железосодержащих наночастиц
4.1.2. Каталитическая активность медьсодержащих наночастиц
ГЛАВА 5. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩИХ НАНОЧАСТИИЦ МАГНЕТИЗМ
5.1. МАГНИТНЫЕ ХАРАКТРИСТИКИ БеСОДЕРЖАЩИХ НАНОЧАСТИЦ
5.2. МАГНИТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СОСОДЕРЖАЩИХ НАНОЧАСТИЦ
5.3. МАГНИТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕТЕРОСОСТАВНЫХ РеСо НАНОЧАСТИЦ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В некоторых случаях роль стабилизатора могут играть молекулы восстановителя. Восстановление металлов органическими соединениями, такими как формальдегид, гидрохинон, ментол, паминофенол, спирты и цитраты, позволяет получить коллоидные растворы, содержащие металлические наноразмерные частицы. Но существенным недостатком методов восстановления является наличие примесей образующихся в результате процессов восстановления. Фотохимического восстановление позволяет получать низковалентные формы металла. Суть метода сводится к фотопереносу электрона непосредственно в акте поглощения фотона при возбуждении квантами света полосы переноса заряда комплексов донорноакцепторного типа лигандметалл . Фотохимические процессы могут происходить как в растворах, так и в твердой фазе. Причм первые используются при синтезе коллоидов благородных металлов, а вторые при получении металлсодержащих частиц фотохимическим разложением солей неорганических и органических одно и многоосновных кислот, содержащих простые и комплексные катионы благородных, тяжелых и переходных металлов , . Рассмотренные методы синтеза НРЧ металлов под действием излучений в большинстве случаев доступны и воспроизводимы и в отличие от методов химического восстановления при их использовании образуются химически чистые продукты. Синтез наночастиц в обратных мицеллах. Обратные мицеллы это мельчайшие капли воды, стабилизированные в масле или в органическом растворителе за счет монослоя поверхностноактивного вещества на их поверхности. Мицелла представляет собой не что иное, как нанореактор, в котором идт образование наночастицы. Интенсивные работы на этом направлении обусловлены тем, что указанный метод позволяет регулировать размеры мицелл в определнных пределах и, что самое главное, строго дозировать количество МСС в каждой мицелле. Это является очень важным, так как формирование наночастицы в мицелле происходит без подвода вещества извне. С помощью синтеза в обратных мицеллах можно получать наночастицы с достаточно узким распределением по размерам ,,,. Криохнмичсский синтез, в основе которого заложен общий физический принцип конденсация атомов металлов в матричную систему или одновременная конденсация соединений, выполняющих функцию матрицы с парами металлов, позволяет получать гетеросоставные наночастицы. Все криохимические методы синтеза наноразмерных частиц характеризуется высокой воспроизводимостью и узким распределением по размерам для получаемых частиц. Синтез при помощи термического распада является диаметрально противоположным по сравнению с криохимическим способом получения наночастиц. Термолиз исходных металлсодержащих соединений МСС солей неорганических и органических кислот, металлоорганических соединений широко используется для получения НРЧ металлов, оксидов в индивидуальном состоянии 1 и в виде основы для композиционных наноматериалов , , . Термолиз веществ можно проводить как в газовом, так и в жидком или твердом состоянии. В газовой фазе термолиз осуществляют в различных вариантах химического газофазного осаждения и низкотемпературной плазмы или сочетая оба этих метода. Термическое разложение в жидкой фазе осуществляется по следующей схеме это разложение раствора исходного металлсодержащего соединения с испарением растворителя, летучих продуктов реакции и пиролиз МСС до металла или до оксида металла. Термическое разложение в твердой фазе, хотя и позволяет получать больше НРЧ на единицу объема, по сравнению с пиролизом прекурсоров в газовой и жидкой фазах, но существенным недостатком этого метода является трудность контролирования размеров образующихся частиц, которые порой достигают сотен нанометров. Необходимо отметить, что детальный химический механизм реакций распада большинства веществ, используемых1 для получения металлсодержащих НРЧ, изучен недостаточно подробно. Важным моментом, на который следует обратить внимание, является то, что методы получения наночастиц нельзя отделять от методов их стабилизации. Для наноразмерных частиц 1 нм, как известно, не существует инертной среды 1.