Умкд "Методы получения наноразмерных материалов"
жүктеу/скачать 2.32 Mb. Pdf көрінісі
|
разделения. Ферритовые частицы образуют золь, который может быть разрушен при контролируемом изменении рН. Интересный и эффективный метод получения и выделения наночастиц из механокомпозита был предложен недавно Мак-Кормиком. Для получения наночастиц были использованы различные обменные твердофазные реакции, подобранные с таким расчетом, чтобы образующиеся в результате твердофазного взаимодействия побочные продукты легко растворялись в обычных химических растворителях, а наночастицы, - целевой продукт, был 13 бы нерастворимым. Если, например, предполагается получить наночастицы сульфида цинка, то используется твердофазная механохимическая реакция ZnCl 2 + CaS ⇒ ZnS + CaCl 2 (11). Образующиеся частицы ZnS представляют собой агрегаты размером 500 нм, каждый из которых состоит из частиц размером порядка 10-12 нм. Если исходную смесь разбавить продуктом реакции – хлоридом кальция, то образование агрегатов можно предотвратить и целевой продукт ZnS образуется в виде изолированных частиц размером 7-9 нм. Удаление хлорида кальция из смеси продуктов производится с помощью его селективного растворения в метаноле с последующим центрифугированием сульфида цинка. Подобным образом производится синтез частиц сульфида кадмия: для этого проводят реакцию взаимодействия хлорида кадмия и сульфида натрия CdCl 2 + Na 2 S ⇒ CdS + 2NaCl (12). Как и в случае сульфида цинка, исходную смесь предварительно разбавляют хлоридом натрия в 16 раз по отношению к стехиометрическому количеству. Образующиеся после механической обработки в течение одного часа частицы CdS отделяют от NaCl промыванием водой. С помощью указанного метода были получены частицы CdS размером 4-8 нм. Известны реакции механохимического восстановления оксидов. Недавно было обнаружено, что если в качестве восстанавливаемого вещества взят не оксид, а пероксид, то механохимическое восстановление может перейти в режим самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Проводя реакцию не в режиме горения, как это обычно бывает в СВС, а в режиме, который можно было бы назвать режимом “тления” путем изменения режима обработки смеси, или, разбавляя смесь инертным разбавителем, можно получить продукт реакции в виде наночастиц размером 40-50 нм. Таким образом, путем взаимодействия BaO 2 с соответствующими металлами были получены алюминат и станнат бария. Примером механохимического синтеза сложных оксидов из простых может служить получение наночастиц феррита цинка при обработке смеси 14 оксида цинка и оксида железа. Однако, полученные механосинтезом наночастицы при нагревании быстро переходят в стабильные крупные кристаллы феррита. Поэтому при проведении механохимического синтеза наноматериалов следует уделить должное внимание оптимизации условий механической обработки. В литературе описан специальный случай механической активации топохимической реакции. Обнаружено, что интеркалирование солей лития из раствора в гиббсит приводит к возникновению напряжений в его кристаллической решетке. Эти напряжения носят характер расклинивающего действия, увеличивающего расстояние между слоями, что приводит к улучшению условий для последующей интеркаляции. В результате релаксации механических напряжений может происходить образование дефектов кристалла, что также приводит к повышению реакционной способности гиббсита [Al(OH) 3 ], увеличению скорости и полноты реагирования. Это обстоятельство может быть использовано для проведения различных химических реакций в межслоевом пространстве. Особенностью таких реакций является возможность кристаллографического контроля ориентации реагирующих молекул друг относительно друга, расстояния между молекулами, и их подвижности. Получение нано-частиц более сложного состава можно провести за счет реагентов, интеркалированных в межслоевое пространство. При этом возможны разные варианты: - образование наночастиц за счет реакции, когда оба реагента находятся в межслоевом пространстве; - второй реагент, например, кислород в реакциях окисления, поступает в систему извне, окисляя восстановитель, находящийся в интеркаляционном пространстве. Образующиеся при этом наночастицы могут в одном случае оставаться в межслоевом пространстве, как это имеет место, например, при образовании [MnO x (OH) 4 ] 4-2x-y при взаимодействии интеркалированных ионов перманганата и ненасыщенных органических кислот. В другом случае 15 продукты могут быть выделяться в отдельную фазу с разрушением слоистой структуры, как это имеет место при термическом разложении интеркалированных в гидраргиллитовую (типа гиббсита) [Al(OH) 3 ], структуру комплексных соединений. жүктеу/скачать 2.32 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|