Синтез и физико-химическое исследование наночастиц оксидов металлов (Cu2O, Fe2O3, ZnO) в полиэтиленовой матрице

• Автор: Запсис, Константин Васильевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 109 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПОСТАВЛЕННОЙ ПРОБЛЕМЫ

1.1. Понятие о наночастиках

1.2. Размеры, форма и строение наночастин

1.3. Свойства наночастиц.

4 1.4. Взаимодействие наночастиц со средой.

1.5. Реакционная способность наночастиц

1.6. Агломерация наночастиц

1.7. Методы получения металлсодержащих наночастиц

1.7.1. Физические методы получения.
1.7.2. Получение наночастиц путем диспергирования
1.7.3. Химические методы получения.
1.7.3.1. Реакции термического распада
1.7.3.2 Термическое разложение в жидкой фазе.
1.8. Стабилизация наночастиц.,.
1.8.1. Условия и механизм стабилизации наночастиц полимерами
1.8.2. Матричная изоляция
Выводы к главе 1.
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СОСТАВА КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ НАНОЧАСТИЦ ОКСИДОВ МЕТАЛЛОВ В ПОЛИЭТИЛЕНОВОЙ МАТРИЦЕ.,.
2.1 Материалы
2.2 Методика синтеза наночастиц в полимерах
2.3 Методы исследования
Выводы к главе 2.
Глава 3. СОСТАВ И СТРОЕНИЕ НАНОЧАСТИЦ ОКСИДОВ МЕТАЛЛОВ В ПОЛИЭТИЛЕНОВОЙ МАТРИЦЕ.
3.1. Получение наночастиц оксидов металлов
в полиэтиленовой матрице
3.2. Наночастицы оксида меди I в полиэтиленовой матрице.
3.3 Железосодержащие наночастнцм в полиэтиленовой матрице.
3.4. Наночастицы оксида цинка в полиэтиленовой матрице
3.5 Исследование термической устойчивости материалов на основе наночастиц оксидов металлов в полиэтиленовой матрице
3.6 Теоретические аспекты возможного механизма образования и роста
й наночастиц в полимерных матрицах.
Выводы к главе 3
Глава 4. ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ НАНОЧАСТИЦ ОКСИДОВ МЕТАЛЛОВ В ПОЛИЭТИЛЕНОВОЙ МАТРИЦЕ.
4.1. Удельная проводимость и диэлектрическая проницаемость наночастиц оксидов металлов в матрице полиэтилена.
4.2. Ферромагнетизм железосодержащих наночастиц в матрице
полиэтилена.
Выводы к главе 4
Глава 5. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАНОКОМПОЗИТОВ
5.1. Оптические спектры отражения и поглощения
5.1.1. Наночастицы оксида железа III в полиэтилене
5.1.2. Наночастицы оксида меди I в полиэтилене
5.1.3. Наночастицы оксида цинка в полиэтилене.
Выводы к главе 5.
Общие выводы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Уникальные свойства наноразмерных дисперсных систем связаны с особенностями входящих в них отдельных наночастиц и их коллективным поведением в ансамбле, а соизмеримость размеров наночастиц с корреляционным масштабом какоголибо физического процесса реализует в нем, в свою очередь, различные размерные эффекты. Малые частицы характеризуются наноразмерами структурных морфологических элементов, а наноразмерные системы занимают промежуточные положение между атомами кластерами и массивными металлами. Среди интенсивно развивающихся методов получения наноматериалов, наибольшее внимание уделяется методам получения композиционных материалов на основе органических полимерных матриц и наночастиц различных соединений. Особое место занимают материалы, содержащие наноразмерные частицы метазлов и полупроводников, в том числе оксидов, сульфидов и др. Дело в том, что при уменьшении размера объекта частицы до Ьж Ьш длина полны де Бройля энергетический спектр электронов перерождается в систему дискретных уровней размерного квантования. Вследствие чего, нанообъекты являются не чем иным, как квантовыми телами точками. Необходимо отметить, что, не смотря на все возрастающее число экспериментальных и теоретических работ по квантовым точкам, механизм электронных взаимодействий в наночастицах и природа их спектральных свойств еще далеки от полного понимания. В отличие, от массивных блочных полупроводниковых оксидов метзлов, свойства которых исследованы достаточно хорошо, свойства наночастиц соответствующих оксидов остаются практически не изученными. Из большого количества полупроводниковых оксидов металлов широко распространенными и наиболее интересными являются 1е3, Ре4, СиО, Си, . Оксиды железа обладают ферромагнитными свойствами, оксиды меди представляю интерес с точки зрения электропроводности, Си обладает сильным поглощением в ближней ИК области спектра, в нем реализуется фотоэффект в запирающем слое, и широко используется в качестве высокочувствительных оптических фотоприемников. Оксид цинка уникальный по своим свойствам полупроводниковый материаз. Он используется как проводящий материаз, в качестве пигментов красок, оптических волноводах. Обладают униказьными люминесцентными свойствами, в зависимости от активатора цвет люминесценции оксида цинка может изменяться от зеленого до красного. В связи с этим целью работы является синтез композиционных материалов на основе наночастиц полупроводниковых оксидов металлов в инертной полимерной матрице, а также исследование их электрофизических и оптических свойств. ИК области спектра материалов на основе наночасгиц оксидов металла Ре2Оз, Си, в матрице полиэтилена. Си, Ре2Оз, , с различной до масс. ИК области оптического спектра. Практическая значимость данной работы состоит в получении новых нанокомпозитных материалов на основе полупроводниковых оксидов металлов и полиэтилена высокого давления. Использование, достаточно простой и недорогой технологии, позволяет получать нанокомпозиты с уникальными электрофизическими и оптическими свойствами. Синтезированные новые наноматериалы могут найти широкое применение в различных областях науки и техники, поскольку, как это показано в настоящей работе, свойствами наночастиц и материалов на их основе можно управлять посредством изменения различных параметров, таких как средний размер частиц, их концентрация в матрице. Пленки из нанокомпозитных материалов на основе оксидов меди и полиэтилена высокого давления могут найти применение в качестве поглощающих покрытий внутренних стенок СВЧ резонаторов больших объемов, что имеет важное значение при разработке промышленных и бытовых СВЧ нагревателей, так как значительно повышает их эффективность и, тем самым, снижает энергозатраты. Кроме того, пленки из таких наноматериалов имеют большие перспективы применения в качестве рабочих сред одноэлектронных и туннельных диодов и транзисторов пластиковой и молекулярной электроники. Нанокомпозиты из окиси цинка и полиэтилена высокого давления представляют большой интерес для низковольтных и коротковолновых оптоэлектронных устройств таких, как светодиоды и лазерные диоды, оптически управляемые химические сенсоры.