Наноматериалы: синтез нанокристаллических порошков и получение компактных нанокристаллических материалов. Миттова И.Я - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

11
Осаждение из коллоидных растворов
Осаждение из коллоидных растворов было, по-видимому, первым
методом получения дисперсных наночастиц. В Лондоне в музее Королев-
ского института Великобритании хранятся две склянки с коллоидными
растворами золота, полученными М. Фарадеем еще в первой половине
XIX в. Эти растворы уже почти двести лет сохраняют свою стабильность.
Получение и оптические свойства коллоидных растворов золота описаны
Фарадеем в 1857 г. Обычный способ получения наночастиц из коллоид-
ных растворов заключается в химической реакции между компонентами
раствора и прерывании реакции в определенный момент времени, после
чего дисперсная система переводится из жидкого коллоидного состояния
в дисперсное твёрдое. Так, нанокристаллические порошки сульфидов по-
лучают с помощью реакции сероводородной кислоты H
2
S или сульфида
Na
2
S
с водорастворимой солью металла. Например, нанокристаллический
сульфид кадмия CdS получают осаждением из смеси растворов перхлора-
та кадмия Cd(ClO
4
)
2
и сульфида натрия Na
2
S:
Cd(ClO
4
)
2
+ Na
2
S = Cd S | +2NaCl O
4
.
Рост наночастиц CdS прерывают скачкообразным увеличением рН
раствора.Коллоидные частицы оксидов металлов получают гидролизом
солей. Например, наночастицы TiO
2
легко образуются при гидролизе тет-
рахлорида титана:
TiCl
4
+2H
2
O = TiO
2
+4HCl.
Нанокристаллические оксиды титана, циркония, алюминия, иттрия
можно получить гидролизом соответствующих хлоридов или гипохлори-
дов. Тонкодисперсный оксид титана получают также гидролизом тита-
нилсульфата с последующим прокаливанием аморфного осадка при
1000 – 1300К.
Наночастицы можно получить также с помощью ультразвуковой
обработки коллоидных растворов, содержащих крупные частицы.
Осаждение из коллоидных растворов позволяет синтезировать на-
ночастицы смешанного состава, т. е. нанокристаллические гетерострукту-
ры. В этом случае ядро и оболочку смешанной наночастицы создают из
полупроводниковых веществ с разным строением электронных уровней.
Образование гетероструктур, например, CdSe/ZnS или ZnS/CdSe,
HgS/CdS, ZnS/ZnO, TiO
2
/SnO
2
происходит в результате контролируемого
осаждения молекул полупроводника одного типа на предварительно син-
тезированные наночастицы полупроводника другого типа. Эти гетерона-
                                  11




                   Осаждение из коллоидных растворов

      Осаждение из коллоидных растворов было, по-видимому, первым
методом получения дисперсных наночастиц. В Лондоне в музее Королев-
ского института Великобритании хранятся две склянки с коллоидными
растворами золота, полученными М. Фарадеем еще в первой половине
XIX в. Эти растворы уже почти двести лет сохраняют свою стабильность.
Получение и оптические свойства коллоидных растворов золота описаны
Фарадеем в 1857 г. Обычный способ получения наночастиц из коллоид-
ных растворов заключается в химической реакции между компонентами
раствора и прерывании реакции в определенный момент времени, после
чего дисперсная система переводится из жидкого коллоидного состояния
в дисперсное твёрдое. Так, нанокристаллические порошки сульфидов по-
лучают с помощью реакции сероводородной кислоты H2S или сульфида
Na2S с водорастворимой солью металла. Например, нанокристаллический
сульфид кадмия CdS получают осаждением из смеси растворов перхлора-
та кадмия Cd(ClO4)2 и сульфида натрия Na2S:

     Cd(ClO4)2 + Na2S = Cd S | +2NaCl O4.

      Рост наночастиц CdS прерывают скачкообразным увеличением рН
раствора.Коллоидные частицы оксидов металлов получают гидролизом
солей. Например, наночастицы TiO2 легко образуются при гидролизе тет-
рахлорида титана:

     TiCl4+2H2O = TiO2+4HCl.

      Нанокристаллические оксиды титана, циркония, алюминия, иттрия
можно получить гидролизом соответствующих хлоридов или гипохлори-
дов. Тонкодисперсный оксид титана получают также гидролизом тита-
нилсульфата с последующим прокаливанием аморфного осадка при
1000 – 1300К.
      Наночастицы можно получить также с помощью ультразвуковой
обработки коллоидных растворов, содержащих крупные частицы.
      Осаждение из коллоидных растворов позволяет синтезировать на-
ночастицы смешанного состава, т. е. нанокристаллические гетерострукту-
ры. В этом случае ядро и оболочку смешанной наночастицы создают из
полупроводниковых веществ с разным строением электронных уровней.
Образование гетероструктур, например, CdSe/ZnS или ZnS/CdSe,
HgS/CdS, ZnS/ZnO, TiO2/SnO2 происходит в результате контролируемого
осаждения молекул полупроводника одного типа на предварительно син-
тезированные наночастицы полупроводника другого типа. Эти гетерона-

Страницы