Фотохимический синтез, исследование структуры и свойств самоорганизованных систем на основе латексов и наночастиц меди, серебра и золота

• Автор: Исаева, Екатерина Игоревна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 135 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Методы получения металлических наночастиц в латексах

1.1.1. Физические методы получения.

1.1.2. Химические методы получения

1.1.3. Термическое разложение нестабильных

металлсодержащих соединений.

1.1.4. Радиолиз в растворах полимеров.

1.1.5. Электрохимическое получение наночастиц металлов в объеме латексов.

1.2. Взаимодействие наночастиц металла со структурой латекса.
1.3. Свойства и области применения наночастиц в полимерах
1.3.1. Каталитические свойства
1.3.2.0птические свойства.
1.3.3. Применение наночастиц в иммунохимии
2. СТАНДАРТНЫЕ МЕТОДИКИ И
ОБОРУДОВАНИЕ
2.1. Исходные материалы.
2.2. Методика проведения фотолиза.
2.3. Анализ нанофазных форм металлов
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Разработка экспериментальных методик.
3.2. Фотохимический синтез наночастиц меди, серебра и золота в эластомерных пленках
3.3. Фотохимический синтез наночастиц металлов на поверхности микросфер полимеров.
3.3.1. Наночастицы серебра в латексах
3.3.2. Наночастицы золота в латексах.
3.3.3. Наночастицы меди в латексах
3.4. Механизм фотоинициированного образования наночастиц металлов в латексах.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Способы получения наночастиц металлов в объеме латексов немногим отличаются от способов их получения в индивидуальном состоянии и подразделяются на физические, химические, фото и радиационнохимические, электрохимические, а также термическое разложение нестабильных металлсодержащих соединений и молекулярных комплексов в присутствии дисперсий латексов. В основе физических методов получения лежат фазовые превращения первого рода в отсутствие химических реакций. Эту группу составляют методы, основанные на испарении металла и последующей конденсации его паров на поверхности твердой матрицы, состоящей из частиц латекса или в атмосфере инертного газа за счет переохлаждения 4,5, микрокапсулирование в полимерную оболочку 6, гетероаддагуляцию наночастиц на полимерных пленках 7, напыление или экструзию 8, 9,. Достоинством физических методов является возможность получения наночастиц любых металлов. Чаще всего при осаждении наночастиц металлов на поверхность полистирольных, полимстилметакрилатных и других типов латексов используют метод вакуумного напыления. При использовании данного метода поток атомного металла создается сублимацией или термическим испарением блочного металла путем термического нагрева, ионного напыления, испарения под действием ускоренных электронов, лазерного пиролиза с последующей конденсацией на полимер при комнатной температуре. Исследование процессов, протекающих на поверхности полимера при напылении атомного металла, имеет фундаментальное значение, поскольку позволяет понять природу взаимодействий и адгезии на формирующейся межфазной границе 9,. В работе 4 представлены результаты вакуумного напыления частиц серебра на поверхность микросфер полиметилмстакрилата тремя способами. В первых двух вариантах серебро испарялось путем нагрева электрическим током силой А и напылялось на ранее подготовленную подложку из стекла с нанесенными на него частицами ПММА размером 9 и 3 нм при давлениях 1,5 5 и 06 . При этом скорость осаждения частиц составляла 0. Асек соответственно. В третьем случае серебро испаряли электронным пучком при давлении 0 и скорости осаждения 0. Асск. Во всех трех вариантах деструкции приповерхностных слоев ПММА не происходило. В результате были получены сферические островковыс наночастицы серебра на поверхности ПММА с размерами , и А соответственно. Методом УФ и видимой спектроскопии показано, что полученные нанокомпозиты характеризуются наличием плазмонной полосы поглощения при 00 нм. Увеличение размера частиц приводит к смещению полосы в более длинноволновую область спектра. Оптические свойства полученных нанокомпозитов не меняются при хранении в течение 3 месяцев при температуре 4 С. Методом теплового напыления золота в вакууме при давлении 6 и скорости осаждения 0. Лсек. В качестве латексов использовали суспензии полистирола сферические частицы с размером мкм модифицированные аминоэтантиолом, к которому в процессе напыления прочно присоединялись наночастицы золота диаметром 0 нм. При микрокапсулировании микрочастицы какоголибо вещества заключают в защитные оболочки из пленкообразующих полимерных материалов 6. Капсулирусмым веществом, образующим ядро микрокапсул, являются наночастицы. Полимерная оболочка, разобщая наночастицы друг с другом и с внешней средой, выполняет функции стабилизирующего агента. Форма микрокапсул обычно повторяет очертания наночастиц, а толщина оболочки обычно от долей микрона до долей миллиметра зависит от метода и условий микрокапсулирования. Для микрокапсулирования применяют методы коацервации, высаливалние, либо упаривание растворителя, физическую адсорбцию, экструзию при продавливании капсулируемого вещества через пленкообразующий материал происходит обволакивание частиц оболочкой, напыление в псевдоожиженном слое, конденсацию паров, полимеризацию или поликонденсацию на поверхности частиц. Технологически достаточно привлекательны методы криохимического напыления в вакууме КГ Па атомного газообразного металла на охлажденные до низких температур тонкие полимерные нм материалы.