Влияние условий синтеза на коллоидно-химические свойства наночастиц серебра

• Автор: Вегера, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Методы получения металлических наночастиц

1.1.1. Восстановление ионов металлов из растворов

1.1.2. Восстановление ионов металлов в микроэмульсиях

1.1.3. Электрохимическое восстановление растворов солей

1.1.4. Восстановление растворов солей под действие квантов

электромагнитного излучения

1.1.5. Метод синтеза нанодисперсных частиц металлов, основанный на испаренииконденсации .

1.1.6. Диспергирование металлов под действием лазерного излучения

1.1.7.Получение наночастиц со стехиометрическим составом
1.2. Свойства металлических нанодисперсных систем
1.2.1. Геометрическая форма металлических наночастиц
1.2.2. Оптические свойства растворов и 2В пленок наночастиц серебра
1.2.3. Свойства 2Т пленок, сформированных из наночастиц металлов на жидких границах раздела фаз
1.2.4. Влияние высокомолекулярных соединений на свойства золей
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследования
2.2.1. Просвечивающая электронная микроскопия
2.2.2. Определение концентрации ионов серебра методом атомноабсорбционной спектроскопии
2.2.3. Измерение электрокинетической подвижности и расчет потенциала
2.2.4. Спекторофотометрия
2.2.5. Физические основы метода нарушенного полного внутреннего
отражения НПВО
2.2.6. Метод получения и исследование свойств 2Т пленок метод
Ленгмюра и ЛенгмюрБлоджет
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Синтез коллоидных растворов наночастиц серебра
3.2. Исследование устойчивость коллоидных растворов серебра
3.3. Влияние температуры реакции синтеза на устойчивость коллоидного раствора серебра
3.4. Окисление коллоидных растворов серебра 6 смесью озонкислород
3.5. Определение концентрации ионов серебра в коллоидном растворе
3.6. Исследование электрофоретических свойств коллоидных растворов серебра
3.7. Оптические свойства золей серебра и 2Э структур, сформированных на поверхности кварцевого стекла
3.8. Изотермы двумерного давления 2В пленок, сформированных из коллоидных растворов серебра
3.9. Исследование ИКспектров пленок, сформированных из коллоидных
растворов серебра
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Более узкую область значений для проведения реакции восстановления имеет гипофосфит ион . Для получения золей благородных металлов часто используют органические соединения такие, как формальдегид, гидрохинон, ментол, аминофенол, спирты. Для нанодисперсий серебра, являющихся лиофобными коллоидными системами наряду с вопросами, связанными с их синтезом всегда приходится решать проблемы обеспечения необходимой устойчивости с точки зрения коллоиднохимических параметров системы. Рис. Изображения полученные методом электронной микроскопии, микросфер полистирола с иммобилизированными на их поверхности наночастицами металлического серебра. Рис. Изображения, полученные методом электронной микроскопии, нановолокон а чистого полиакрилонитрила Ь полиакрилонитрила на поверхности которого иммобилизированы наночастицы металлического серебра, соотношение масс и полиакрилонитрил 51. Проведение реакции восстановления ионов серебра в системе, содержащей полианионы полиакриловую, полиметакриловую кислоты и др. Ш нанодисперсные структуры металлического серебра. Рис. Схематическое изображение механизма образования Ш структуры металлического серебра при восстановлении ионов серебра в растворе, содержащем полианионы. Предложена следующая схема, рис. Первый шаг связывание ионов серебра функциональными группами полимера. Второй шаг восстановление ионов до металлического состояния и рост наночастиц. Создание условий для получения Ш структур обеспечивается соотношением начальной концентрации ионов серебра, полимера, системы и эффективностью восстановителя. Для получения подобных систем необходимо выбирать восстановитель невысокой активности в реакции восстановления ионов серебра до металла в используемых условиях. Например, для этих целей можно использовать гидразин. Третий шаг образование Ш структур при срастании наночастиц. Таким образом, Ш структуры металлического серебра могут быть получены в растворах полимеров, несущих отрицательный заряд только при условии невысокой скорости восстановления ионов серебра. Пересыщение по серебру должно существовать достаточно продолжительное время, необходимое для образования, а затем срастания наночастиц в более сложное геометрическое тело. При высоких скоростях восстановления ионов серебра будут образовываться отдельные наночастицы металлического серебра. Иммобилизацию наночастиц металлического серебра можно проводить не только на поверхности полимерных молекул, волокон, микрочастиц, но и в обьеме полимерных структур углерода . Наночастицы металлического серебра можно синтезировать во внутренней полости мультистенных углеродных нанотрубок. Как и для образования структур металлического серебра, в этом случае необходимо использовать мягкие условия синтеза нанодисперсии. Это возможно при использовании растворов с низкой концентрации реагентов и восстановителя с невысокой активностью. Рис. Изображения, полученные методом электронной микроскопии, наночастиц серебра внедренных в мультистенные углеродные нанотрубки в условиях свеверхкритической воды ас Р,5 Па Т0 С 1 мин с1Р,5 Па Т0 С 1 мин. В данных системах получаются металлические наночастицы серебра двух типов первые иммобилизированные на поверхности, вторые в полости мультистенной нанотрубки. Для процесса синтеза наночастицы серебра в обьеме мультистенных углеродных нанотрубок можно предложить следующую схему, рис. Рис. Схема синтеза наночастиц металлического серебра в наноканалах мультистенных углеродных нанотрубок. Для получения коллоидных частиц металлов наибольшее распространение получили методы, основанные на реакциях химического восстановления катионов металла. Восстановление солей металлов проводят различными восстановителями в присутствии стабилизаторов специальных лигандов, полимеров, поверхностноактивных веществ, которые предотвращают агрегацию частиц . В процессе восстановления возникают частицы разного размера, который заранее предсказать не удается, поскольку на него влияют сразу несколько факторов природа растворителя и стабилизатора, их концентрация, температура и время про ведения реакции.