М. Нажипқызы 1,2*, Н. Қуантай
Көміртекті нанотүтікшелердің алынуы және олардың
жүктеу/скачать 1,44 Mb. Pdf көрінісі
|
| Көміртекті нанотүтікшелердің алынуы және олардың
функционализациясы М. Нажипқызы 1,2* , Н. Қуантай 2 1 Жану проблемалары институты, Алматы, Қазақстан 2 Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті, Алматы, Қазақстан * E-mail: meruert.nazhipkyzy@kaznu.kz 1. Кіріспе Нанотүтікшелердің қасиеттері атомдық орналасуға, түтікшелердің диаметрі мен ұзындығына, морфологиясына немесе наноқұрылымдығына байланысты. Бірқабатты нанотүтікшелердің (БҚНТ) диаметрі 1 нм және ұзындығы сантиметрге дейінгі цилиндр қалыптастыру үшін біркелкі оралған графеннің бір қабатынан тұрады. Көпқабатты нанотүтікшелер (КҚНТ) тығыз түрде құрылған бір-бірінен 0,35 нм-мен бөлінген концентрлі цилиндрлерден тұрады [1,2]. Көміртекті нанотүтікшелерді алудың негізгі әдістерінің бірі – CVD (chemical vapor deposition) әдісі, яғни, каталитикалық бөлшектердің бетінде графитті тозаңдату және газфазалық тасымалдағыштардың ыдырауына негізделген [2,3]. Танымал синтетикалық әдістердің көпшілігінің басты мәселесі - олар әдетте металл және аморфты қоспалармен ластанған, диаметрлері мен хиральдігі әртүрлі нанотүтікшелер қоспаларын беретін үлгілерді өндіреді. Соңғы жылдардағы зерттеу жұмыстарының негізгі бағыты көміртекті нанотүтікшелердің (КНТ) беткі модификациясының үйлесімділігі мен ерігіштігін арттыру болып табылады. КНТ-дің ковалентті емес немесе ковалентті функционализациялануы олардың үйлесімділігі мен ерігіштігін арттыра алады [4,5]. Көміртекті нанотүтікшелердің коваленттік функционализациясының кемшілігі: модификациядан кейін олардың құрылымы мен бастапқы қасиеттері өзгеріске ұшырайды. Көміртекті нанотүтікшелердің идеалды құрылымы мен ерекше қасиеттерін өте аз ғана өзгерте отырып модификациялау мүмкіндігін анықтау, қазіргі уақытта үлкен міндетке айналып отыр. Әдетте, көміртекті нанотүтікшелердің беткі модификациясы неғұрлым көп болса, соғұрлым олардың айрықша қасиеттері өзгереді [4,5]. Алайда, әрбір нақты қолданыс үшін, беттік сипаттамалары бар (мәселен, сенсорлы датчиктерде жақсы биоүйлесімді болып келетін немесе нанокомпозиттерде полимерлі матрицалармен оңай біріге алатын) көміртекті нанотүтікшелерді синтездеу айтарлықтай оңай емес. Сондықтан, көміртекті нанотүтікшелердің бүйір және шеткі бөліктерінің модификациясы, жақсартылған беттік және көлемдік қасиеттері бар материалдарды жасау кезіндегі қажетті манипуляция болып табылады. Қажетті қасиеттерді беру үшін, көміртекті нанотүтікшелердің беткі қабатын өзгертудің екі негізгі тәсілі бар. Олар: функционалды топтардың ковалентті байланысы және химиялық қосылыстарды көміртекті нанотүтікшелердің бетінде Ван- дер-Ваальс күші, электростатикалық немесе π-электрондық өзара әрекеттесу есебінен валентті емес ұстап тұру. Көміртекті нанотүтікшелердің беткі қабатына карбоксильді, гидроксильді және карбонильді топтарды егу нәтижелері [6] жұмыста келтірілген. Осы жұмысқа ұқсас зерттеу жұмыстарының авторлары [7,8] көміртекті нанотүтікшелерді қышқыл қоспасында өңдеу кезінде синтезден кейінгі көміртекті наноматериалды металл катализатордың бөлшектерінен және аморфты көміртектен тазартуға болатындығын көрсеткен. [9] жұмыста КНТ-нің N атомдарымен легирлену нәтижелері келтірілген. Азоттың орналасуымен сандық құрамынан тәуелді, көміртекті нанотүтікшелер жартылай өткізгіш те, металдық та қасиеттерге ие бола алатындығы байқалған. Функционалды топтардың көміртекті наноматериалдарға олардың әртүрлі табиғаттағы 28 ҚазҰУ хабаршысы. имия сериясы. – 2020. – №4 Көміртекті нанотүтікшелердің алынуы және олардың... қосылыстармен өзара әрекеттесуі кезінде қосылу мүмкіндігі нанотүтікшелердің жоғары реакциялық қабілеттілігімен байланысты. Көміртекті нанотүтікшелер мен көміртекті наноталшықтар басқа көміртекті материалдар сияқты құрамында оттегі бар қышқылдармен немесе басқа реагенттермен өзара әрекеттескен кезде функционалды топтар беттік қабатқа қосылады. Бұл жұмыста гидрофобты құмның бетінде СVD әдісімен алынған көміртекті нанотүтікшелердің беткі қабаты оттек құрамды топтармен модификацияланды. Модификацияланған көміртекті нанотүтікшелердің беткі қабатына отырғызылған топтар ИҚ-спектроскопия әдісімен зерттелді. жүктеу/скачать 1,44 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|