CC BY
2
2. Электросветосигнальное оборудование аэродромов / Фрид Ю.В., Величко Ю.К., Козлов В.Д. и др. - М.: Транспорт, 1988. - 318с.
3. Redl R., Tenti P., Van Wyk J.D. Power electronics' polluting effects // Spectrum IEEE. - 1997. - №5. - P. 32-39.
Таболич А.А.
ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИИ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТОНАЦИОННЫХ АЛМАЗОВ ОПТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ
Белорусский государственный университет
Ключевые слова: ультрадисперсные алмазы, детонационный синтез, суспензии, спектроскопия, функциональные группы.
Key Words: nanodiamond, detonation synthesis, suspensions, spectroscopy, functional groups.
Аннотация: в данной статье рассматриваются вопросы выявления причин способствующих созданию стабильных водных суспензий наноалмазов, влияние функционального состава поверхности промышленных детонационных алмазов на седиментационную устойчивость и агрегацию в водной среде. В ходе исследования проанализированы спектральные характеристики и выявлены факторы, при которых наиболее эффективно происходит дезагригация наноалмазов в водных суспензиях.
Abstract: This article discusses the issues of identifying the reasons that contribute to the creation of stable aqueous suspensions of nanodiamonds, the effect of the functional surface composition of industrial detonation diamonds on sedimentation stability and aggregation in the aquatic environment. In the course of the study, the spectral characteristics were analyzed and factors were identified for which the most effective disaggregation of nanodiamonds in aqueous suspensions.
Наноалмазы, получаемые детонационным синтезом, представляющие собой продукт взрывного разложения смеси взрывчатых веществ принято называть ультрадисперсными алмазы (УДА). Комплексный подход к разработке основ синтеза, научные и маркетинговые исследования позволили развить и выявить новые направления практических приложений данного материала.
Интерес к УДА обуславливается сочетанием алмазной структуры ядра, алмазной твердости, химической инертности с одной стороны и наноразмерностью частиц с другой. Однако в отличие от природных и известных синтетических алмазов, УДА склонны к образованию
многоуровневых агрегатов различной плотности и структуры. Суспензии и гидрозоли УДА обладают высокой агрегатной устойчивостью. Известно, что первичные агрегаты в суспензиях имеют размеры от нескольких десятков нанометров до нескольких микрон [1, 2]. Агрегация наноалмазов снижает их поверхностную активность [3, 4]. Кроме того, присутствие в исходных порошках наноалмазов крупных агрегатов не позволяет изготавливать устойчивые водные суспензии, которые являются необходимым условием для реализации многих практических приложений. На сегодняшний день проблема создания устойчивых суспензий наноалмазов с высокой концентрацией до сих пор полностью не решена.
Исходя из этого, целью данной работы послужило изучение влияния функционального состава поверхности на процессы дезагрегации УДА путем ультразвуковой обработки (УЗО) в водной среде.
Объектом исследования в данной статье послужил образец ультрадисперсного алмаза марки УДА-ГО производства НП ЗАО «Синта» (г. Минск).
С целью изменения функционального состава применялся широко используемый метод [5] - путем термообработки исходных порошков в вакууме в интервале температур от 500 до 1100 0С. Результаты модификации поверхности УДА контролировались методом ИК-спектроскопии. Спектры ИК-поглощения в диапазоне 400 - 4000 см-1 регистрировались с помощью Фурье-спектрометре VERTEX 70 фирмы Bruker (Германия).
0,8 -1-.-1-1-1-1-1-1-1-.-1-.
О 500 1000 1500 2000 2500
Частотный едвнг,см-1
Рисунок 1 - Спектр КРС пленки исходного образца УДА при времени накопления 30 с и мощности лазера 2000 мкВт.
При исследовании спектров комбинационного рассеяния (КРС) пленок УДА экспериментально, путем изменения времени накопления с шагом в 2 с было выявлено оптимальное время накопления равное 30 с, поскольку при более длительном лазерном облучении на спектрах четко проявляется линия аморфного углерода, что свидетельствует о выгорании образца.
Для образца УДА, не подвергавшегося химической модификации спектр КРС характерен для наноструктрированных алмазов поскольку регистрируется на фоне достаточно сильной люминесценции. В спектре наблюдается широкая ассиметричная полоса, максимум которой расположен около 1590 см-1, резкий пик с частотным сдвигом 1321 см-1 , а также присутствует широкая полоса в интервале 150..850 см-1, которая согласно литературным данным может быть связана с наличием на поверхности УДА молекул адсорбированной воды.
Удаление карбокисльных групп с поверхности УДА путем вакуумного отжига при Т = 750 0С приводит к заметному ослаблению связей между частицами в агрегатах. При высоких температурах вакуумного отжига (Т > 1000 0С) начинается более активное образование sp2 -связанного углерода и происходит практически полная графитизация поверхности.
Список литературы
1. Dolmatov, V.Yu.Detonation-synthesis nanodiamonds: synthesis, structure, properties and applications / V.Yu. Dolmatov // Russ.Chem.Rev.-2007.-Vol. 76 (4).-P. 339-360.
2. Nanodiamonds: Applications in Biology and Nanoscale Medicine / ed.: D. Ho. - N.Y.: Springer Science + Business Media, 2010. - 286 p.
3. K. Turcheniuk and V.N. Mochalin Biomedical applications of nanodiamond (Review) // Nanotechnology, 2017, V. 28, P. 252001 (27pp).
4. Krueger A. The structure and reactivity of nanoscale diamond / A. Krueger // J. Mater. Chem. - 2008. - Vol. 18, № 13. - P. 1485-1492.
5. Кулакова И.И. Химическое модифицирование поверхности детонационного наноалмаза / и.и. кулакова// МГУ им.М.В.Ломоносова.-2018
