Исследование закономерностей образования и свойств полимер-коллоидных комплексов полиэлектролитов с наночастицами алюмоксановой структуры

• Автор: Озерин, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Известны способы получения наночастиц металлов в присутствии ПАВ. Использование в качестве мицеллообразующего анионного ПАВ концентрированных водных растворов позволяет при низком содержании воды в системе получать наночастицы меди диаметром нм. Увеличение относительной концентрации воды приводит к увеличению среднего размера частиц до нм . Подобным образом с помощью катионных ПАВ получая частицы платины с узким распределением по размерам от 1 до 2. Использование органических анионов, не содержащих длинных углеводордных остатков, в качестве восстановителя и стабилизирующего агента одновременно также позволяет получить золи металлов из растворов с узким распределением по размерам наночастиц Р1 1. Аи нм . Наибольшее число экспериментальных работ посвящено получению наночастиц металлов, с использованием в качестве стабилизаторов металлических золей, полимеров различной природы. Большинство из них относится к получению золей благородных металлов Аи, , а также металлов платиновой группы Р1, Рс1, Яи, Ш1, Об и меди преимущественно в водных, водноспиртовых и спиртовых растворах неионогенных полимеров путем восстановления из простых или комплексных солей соответствующих металлов . В качестве полимеров наиболее часто использовались ВПД, Г1ВС, ПЭО. Во всех случаях средний диаметр частиц не превышал нм, а распределение частиц по размерам было очень узким. При получении золей таких металлов полимер всегда находился в большом избытке при сравнении численной концентрации образующихся коллоидных частиц и клубков макромолекул. Это условие является важным для формирования наночастиц с узким распределением по размерам. С точки зрения теоретической модели синтеза частиц новой фазы в присутствии макромолекул важнейшую роль в этих процессах играют процессы адсорбции частиц, как более быстрые в сравнении с реакциями восстановления ионов металлов. В таких системах полимер частица растворитель можно направленно влиять на размеры возникающих частиц металла и их устойчивость в течении длительного времени . Рассматривая закономерности образования полимерколлоидных комплексов, следует отметить, что в отличие от интерполиэлектролитных комплексов они могут быть получены двумя путями смешением растворов готовых компонентов или синтезом одного из них в присутствии другого . Полимеры, как эффективные стабилизаторы дисперсий, используются очень давно, однако устойчивые золи, например, нульвалентных металлов, их солей и оксидов могут быть получены только проведением соответствующей реакции получения твердой фазы химической конденсацией непосредственно в растворе полимера. Влиянию молекулярной массы полимера длины полимерных цепей на равновесные характеристики золя металлических или других лиофобных наночастиц средний размер и распределение частиц по размерам долгое время не уделяли должного внимания. При рассмотрении взаимодействий с коллоидными частицами, размер которых соизмерим либо меньше линейных размеров макромолекулы в растворе, на первый план выходит вопрос о возможности эффективного экранирования такой частицы одной либо несколькими макромолекулами. В работе показано что, начиная с некоторой минимальной длины макромолекул неионогенного полимера, размер частиц металла, формирующихся в ходе реакции в растворе, при прочих равных условиях перестает зависеть от молекулярной массы полимера. Однако при достаточно большой длине макромолекул размер частиц зависит от избытка полимера в растворе по отношению к численной концентрации частиц, уменьшаясь при увеличении концентрации полимера. С другой стороны, относительно короткие цепи полимера могут стабилизировать полученные в отсутствие полимера золи металла при смешении его с раствором полимера, однако такая стабилизация менее эффективна, чем при получении тех же золей в растворе более длинноцепного полимера , . В литературных источниках приводятся данные о стабилизации коллоидных частиц металлов как катионными , так и анионными полиэлектролитами в водных растворах . Стабилизация частиц макромолекулами, обусловлена электростатическими взаимодействиями, т.