Использование целлюлозной матрицы для синтеза наночастиц железа, кобальта и никеля

• Автор: Лысенко, Елена Леонидовна
• Шифр специальности: 02.00.04, 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 109 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Общая характеристика и некоторые свойства наноразмерных частиц металлов.

1.2 Методы получения наночастиц

1.2.1 Основные принципы и механизм стабилизации наночастиц полимерами.

1.2.2 Стабилизация наночастиц железа, кобальта, никеля полимерами.

1.2.3 Химическое восстановление ионов железа, кобальта и

никеля в присутствии полимеров

1.2.4 Использование природных полимеров для стабилизации металлических наночастиц.

1.3 Применение микрокристаллической целлюлозы в качестве матрицы для получения наночастиц металлов
1.3.1. Микрокристаллическая целлюлоза, получение, свойства, применение
1.3.2. Использование микрокристаллической целлюлозы в
качестве матрицы для интеркалирования наночастиц серебра
1.4. Заключение по литературному обзору
Глава 2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Использованные реактивы и материалы
2.2 Получение микрокристаллической целлюлозы.
2.3 Восстановление ионов никеля, кобальта и железа в матрице микрокристаллической целлюлозы.
2.4 Методы анализа.
2.4.1 Элементный анализ
2.4.2 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
2.4.3 Широкоугловое рентгеновское рассеяние
2.4.4 Малоугловое рентгеновское рассеяние
2.4.5 Рентгеновская спектроскопия поглощения околокраевой структуры
2.4.6 Инфракрасная Фурье спектроскопия.
2.4.7 Сканирующая электронная микроскопия
Глава 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Восстановление ионов никеля в матрице микрокристаллической целлюлозы
3.2 Восстановление ионов кобальта в матрице микрокристаллической целлюлозы
3.3 Восстановление ионов железа в матрице микрокристаллической целлюлозы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Результат этого возрастающая способность к адсорбции, ионному и атомному обмену, контактным и атомным взаимодействиям структурных элементов и т. Число поверхностных атомов можно значительно повысить, если увеличить степень дисперсности. Например, для частиц размером около одного нм, по форме близких к сферическим, отношение числа поверхностных и внутренних атомов составляет 1. При увеличении размера диаметра до десятков нанометров, а в некоторых случаях до нескольких микрон, влияние этого отношения на свойства вещества остается достаточно сильным, хотя доля поверхностных атомов уменьшается. В литературе встречаются самые различные определения наноразмерности от единиц до нескольких сот нанометров. Иногда определение наночастиц связывают не с их размером, а с появлением у них новых свойств, отличных от свойств объемной фазы 4. Обычно различают два типа наночастиц кластеры или нанокристаллы и собственно наночастицы. К первому типу относят частицы с ярко выраженным упорядоченным расположением атомов или ионов размером 1 5 нм, содержащие до тысячи атомов, ко второму наночастицы размером 50 нм, состоящие из 36 атомов. Как правило наночастицы имеют сфероидальную форму, которая соответствует минимуму их потенциальной энергии. Если частица имеет сложную форму и строение, то в качестве характеристического выступает не ее линейный размер, который может значительно превышать 0 нм, а размер структурного элемента. Такие частицы называют наноструктурами. К этому классу принадлежат, например, наностержни и нанопровода. Развитая межфазная поверхность, избыточная энергия поверхностных атомов способствуют высокой химической активности наноразмерных частиц НРЧ, что приводит к их агрегации. В основе нестабильности НРЧ лежат лондоновские дисперсионные силы притяжения, которые распространяются на расстояние в несколько десятых долей нанометра. Однако в рассматриваемых системах имеет место многоядерное многоцентровое взаимодействие каждый атом или молекула одной НРЧ притягивает атом другой частицы, состоящей из 6Ю атомов. В результате этого сложения всевозможных межатомных взамодействий возникает притяжение значительной интенсивности. Чтобы исключить или существенно уменьшить межчастичные взаимодействия, а также защитить от внешних воздействий, наночастицы необходимо изолировать путем иммобилизации на поверхности носителей или в объеме стабилизирующей инертной матрицы 5. Оптимальный материал должен представлять собой инертную матрицу с регулярно распределенными в ней наночастицами, характеризующимися узким распределением по размерам. Способы матричной изоляции наноструктур можно условно разделить на две группы получение наночастиц с последующим включением в инертную матрицу и непосредственное формирование наноструктур в объеме матрицы в процессе ее химической модификации. При использовании первой группы методов не исключены процессы агрегации наночастиц при их инкорпорировании. Вторая группа методов позволяет не только избежать этих недостатков, но и непосредственно контролировать параметры наночастиц в матрице на стадии их формирования. Используемые матрицы должны содержать структурные пустоты, которые могут быть заполнены соединениями, последующая модификация которых приводит к формированию наночастиц в этих пустотах. Другими словами, эти пустоты ограничивают зону протекания реакции, т. Наночастицы, стабилизированные в матрицах или на подложках, находят широкое применение при создании функциональных материалов, среди которых особое место занимают магнитные и полупроводниковые наноматериалы, что связано с исключительной ролью последних в развитии информационных технологий. Так, суперпарамагнитные материалы на основе нанокристаллических переходных металлов например, Ре, Со, применяются в устройствах памяти со сверхвысокой плотностью записи информации, для создания сверхмощных магнитов, различных сенсоров. Такие системы, состоящие из стабилизированных магнитных наночастиц, проявляют ряд необычных явлений гигантское магнитосопротивление, аномально большой магнитокалорический эффект и др. Стандартные характеристики магнитных материалов намагниченность насыщения, коэрцитивная сила и т.