МөЖ №1 Microsoft Excel −химия, физика және математиканың бірдей ұғымдарын зерттеу құралы ретінде Жоспар

Кейінірек 
Сигмондий 
алтынның 
сутегі 
асқын 
тотығымен 
және 
формальдегидпен тотықсыздануы арқылы берілген дисперсия дәрежесімен 
монодисперсті алтын зольдерін синтездеу әдістерін жасады (олар 
классикалыққа айналды). 
2 HАuCl 4 + 3H 2 O 2 ® 2 Au + 8HCl + 3O 2, 
2 HАuCl 4 + 3HCHO + 11KOH ® 2Au + 3HCOOK + 8KCl + 8H 2 O 
Процесс екі кезеңде өтеді. Алдымен жаңа фазаның ядролары пайда болады, 
содан кейін күлде әлсіз суперқанығу пайда болады, онда жаңа ядролардың 
пайда болуы енді болмайды, тек олардың өсуі жүреді. Осылайша сары (d ~ 20 
нм), қызыл (d ~ 40 нм) және көк (d ~ 100 нм) алтын зольдер алуға болады. 
Қазіргі уақытта алтын нанобөлшектерін алу үшін үш ерітінді қолданылады: 
1. судағы хлорид 
2. натрий карбонаты суда 
3. диетил эфиріндегі гипофосфит. 
Ерітінділер қоспасы бір сағат ішінде 70 0 С температурада ұсталады 
Алтын бөлшектерінің мөлшері - 2-5 нм 
Кемшілігі: қоспаның көп мөлшері, оны жүйені сутегімен азайту арқылы 
азайтуға болады. 
Химиялық тотықсыздану термодинамикалық және кинетикалық 
тұрақсыз жүйелерде жүзеге асырылады. Процесске тотықсыздандырғыш-
тотықтырғыш жұбын таңдау, олардың концентрациясы, температурасы, 
ортаның рН мәні, диффузиялық және сорбциялық сипаттамалары әсер етеді. 
Енді олар тотықсыздандырғыш бір уақытта тұрақтандырғыштың 
функцияларын орындайтын процестерді таңдайды (құрамында N-S бар беттік 
активті заттар, тиолдар, нитрат тұздары және т.б.). 
Ең көп таралған тотықсыздандырғыш - сілтілік металдың 
тетрабораттары (MBH 4), олар рН ауқымындағы сулы ортадағы катиондардың 
барлығын дерлік төмендетеді (жоғары тотықсыздану потенциалы - сілтілік 
ортада 1,24 В). Металл иондарының тотықсыздануы M… H… .V 
байланыстыратын комплекстердің қатысуымен жүреді. Бұл сутегі 
атомдарының келесі ауысуына және көпір байланысының үзілуіне, тотығу-
тотықсыздану процесі мен үзілуіне ықпал етеді 
қосылыстар V-N
 VN 3 
қалыптасуымен. Соңғысы метал бөлшектерінің бетінде гидролизденеді немесе 
каталитикалық жолмен ыдырайды. 
Сұйық фазалық тотықсыздандыру әдісін кең қолдану оның 
салыстырмалы қарапайымдылығымен байланысты. Химиялық тотықсыздану 
тотықсыздандырғыш-тотықтырғыш жұбының табиғатына да, олардың 
концентрациясына, ортаның рН-на, температураға және еріткіш қасиеттеріне 
байланысты. Металл иондарының тотықсыздандырғыштары ретінде көбінесе 
борогидридтер (мысалы, NaBH 4), алюминий гидридтері, қымыздық пен 
шарап қышқылдарының тұздары, сулы және сулы емес ортадағы 
формальдегид қолданылады. 
Мысалы, мөлшері 5 нм-ден аз күміс (Ag) нанобөлшектері күміс 
нитратын (AgNO 3) натрий борогидридімен (NaBH 4) тотықсыздандыру 
арқылы алынады. 

Көлемі 3-5 нм болатын сфералық күміс нанобөлшектер AgNO 3 натрий 
борогидридімен тотықсыздандырылған аммоний дисульфидінің төртінші 
тұздарының қатысуымен белгілі бір температуралық режимде тиісті 
ерітінділерді араластыру арқылы тотықсыздандыру арқылы синтезделеді: 
Алынған бөлшектер 400 нм аймақта қарқынды оптикалық жұтылуымен 
сипатталады, бұл бөлшектердің метал табиғатын көрсетеді. РН \u003d 5-9 
сулы ортада бөлшектер бір апта бойы тұрақты болады. РН жоғарылауы немесе 
төмендеуі күміс бөлшектерінің тез агрегациясы мен тұнбасына әкеледі. 
Платина тұздары натрий борогидридімен тотықсызданғанда радиусы 2-
3 нм, гидразинмен тотықсызданғанда - 40 нм бөлшектер береді. 
Наноқұрылымды орта ретінде қарама-қарсы зарядталған беттік активті 
заттармен полиэлектролиттік гельдер қолданылды. 
1-2 нм нанобөлшектер этиленгликольде гидроксидті қыздыру арқылы 
алынған 
Электрохимиялық тотықсыздандыру - бұл перспективалы әртүрлілік. 
Металдардың электрохимиялық тотықсыздануы электродтық процестердің 
параметрлерін өзгерту арқылы алынған нанокластерлердің қасиеттерін кең 
ауқымда өзгертуге мүмкіндік береді. Мысалы, металдарды катодты 
тотықсыздандыру үшін: 
Платиналы катодтарда сфералық металл нанобөлшектері, ал алюминий 
катодтарында нанозирленген қабықшалар түзілуі мүмкін. 
2-7 нм күміс нанобөлшектері анодты электрохимиялық еріту арқылы 
алынды (ацетонитрилдегі тетрабутиламмоний бромидінің апротикалық 
ерітіндісіндегі күміс табақша). Бөлшектер жоғары ток тығыздығында 
түзіледі 
дұрыс емес пішін
... Ток тығыздығы -1,35-тен - 6,90 мА-ға дейін. см -2 
шарлардың диаметрі 6-дан 1,7 нм-ге дейін өзгереді. Бұл платина катодында. 
Тек пленкалар түзіліп, А1 катодына түседі 
Бүгінгі күні нанобөлшектерді синтездеудің көптеген әдістері жасалған .. 
Мысалы, реакция арқылы темір гидроксидінің зольін алуға болады: 
FeCl 3 + 3H 2 O T (90 - 100ºС)) «Fe (OH) 3 + 3HCl 
Зольдарды осылайша алу кезінде реакция жағдайларын мұқият 
қадағалау өте маңызды, атап айтқанда рН-ны қатаң бақылау және жүйеде 
бірқатар органикалық қосылыстардың болуы қажет. Сонымен, FeCl 3 
гидролизінің нәтижесінде алынған Fe 2 O 3 бөлшектерінің мөлшері 
триэтаноламин, изопропиламин және пиперазин концентрациясына тәуелді. 
Нанобөлшектердің, эмульсиялардың және тұрақтылық процестерін 
басқару үшін үлкен мөлшердегі органикалық заттар - макромолекулалар 
(дендримерлер) және молекулалар қолданылады. Дендримерлер, эмульсиялар, 
мицеллалар қажетті көлем мен пішіндегі нанобөлшектерді синтездеуге 
мүмкіндік беретін нанореакторлар ретінде қарастырылуы мүмкін. 
Ультрадисперсті жүйелерде жоғары дамыған фазааралық интерфейспен 
байланысты энергияның үлкен мөлшерінің болуы коллоидты бөлшектердің 
агрегациялануына ықпал етеді. Берілген дисперсияның бөлшектерін алу үшін 
бөлшектердің уақыт бойынша өсуін тоқтату қажет. Осы мақсатта дисперсті 
фазалық бөлшектердің беткі қабаты оның үстіндегі беттік активті заттардың 

қорғаныс қабаты пайда болуына байланысты немесе ондағы күрделі 
қосылыстар түзілуіне байланысты тежеледі. 
Қатты нанобөлшектер алу үшін көбінесе кері микроэмульсиялық 
жүйелер қолданылады. Осы мақсатта екі бірдей w / o микроэмульсия жүйесі 
араласады, олардың сулы фазаларында химиялық реакция кезінде нашар 
еритін С қосылысын құрайтын А және В заттары болады.Олардағы тамшылар 
біріккенде жаңа С қосылысы пайда болады. зат алмасуының нәтижесі (4.2-
сурет). Жаңа фазаның бөлшектерінің мөлшері полярлы фаза тамшыларының 
мөлшерімен шектеледі. 
Металл нанобөлшектерін құрамында металл тұзы бар микроэмульсияға 
тотықсыздандырғыш (мысалы, сутегі немесе гидразин) енгізу арқылы немесе 
газды (мысалы, CO немесе H 2 S) эмульсия арқылы өткізу арқылы да алуға 
болады. Міне, дәл осылай (сәйкес металдың тұзын немесе гидразинді 
тотықсыздандыру) монодисперсті металл бөлшектері Pt, Pd, Rh және Ir 
(бөлшектер мөлшері 3 - 5 нм болатын) алынған. Осыған ұқсас әдіс биметалл 
платинасын және палладий нанобөлшектерін синтездеу үшін қолданылды. 
Қазіргі уақытта микроэмульсиялық жүйелердегі тұндыру реакциялары 
металл нанобөлшектерін, жартылай өткізгіштерді, монодисперсті SiO2 
бөлшектерін және жоғары температуралы керамикаларды синтездеу үшін 
кеңінен қолданылады. 
Нанобөлшектердің пайда болу механизмі түпкілікті орнатылмағанына 
қарамастан, реакцияның жүруіне әсер ететін бірқатар факторларды анықтауға 
болады. Бұл, ең алдымен, жүйеде сулы фаза мен беттік белсенді заттың 
қатынасы (W \u003d / [БАЗ]), еріген сулы фазаның құрылымы мен қасиеттері, 
микроэмульсиялардың динамикалық мінез-құлқы, реактивті заттардың сулы 
фазадағы орташа концентрациясы. Дисперсті фазалық тамшылардың 
мөлшеріне микроэмульсия жүйесінің тұрақтандырғыштары болып табылатын 
БАЗ табиғаты да әсер етеді. Алайда, барлық жағдайда реакция процестерінде 
пайда болған нанобөлшектердің мөлшері бастапқы эмульсияның тамшы 
мөлшерімен бақыланады. Осылайша, C арақатынасының өсуімен CdS 
нанобөлшектерінің мөлшері сызықтық түрде өседі, сонымен бірге кері 
микроэмульсиялық жүйеде алынған бөлшектердің мөлшері натрий ди 
(этилгексил) сульфосукцинатымен тұрақталған (Аэрозоль ОТ) аз болады. 
жүйеге қарағанда, Triton X- 100 иондық емес БАЗ-мен тұрақтандырылған ( n-
(сүрту-октил) полиэтиленгликолдың фенил эфирі n \u003d 10). 
Гидролиз реакцияларын жүргізу үшін микроэмульсиялық жүйелер де 
қолданылады. Мысал ретінде аэрозоль ОТ-мен тұрақтандырылған кері 
мицеллалар жүйесіндегі тетраэтоксиланның гидролиз реакциясы келтірілген. 
Si (Oet) 4 + 2H 2 O ® SiO 2 + 4EtOH. 
Осы бағыттағы зерттеулердің көп бөлігі сфералық нанобөлшектер 
синтезіне қатысты. Сонымен бірге асимметриялық бөлшектерді (жіптер, 
дискілер, эллипсоидтар) алу және олардың пішінін нақты бақылау үлкен 
ғылыми және практикалық қызығушылық тудырады. 

жүктеу/скачать 0,98 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: