Микроэмульсионный синтез наночастиц сульфида кадмия Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

мого для стабилизации образующихся наночастиц, показало, что наиболее устойчивыми к агрегации и седиментации являются наночастицы оксида меди, синтезированные при соотношении NaBH4 : CuSO4, равном 4,5:1, и концентрации ПАВ - 6,3 мМ.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (грант 07-03-01095).

Список литературы

1. Wu Szu-Han Synthesis of high-concentration Cu nanoparticles in aqueous CTAB solutions/ Wu Szu-Han, Chen Dong-Hwang // Journal of Colloid and Interface Science, 2004, Vol. 273.-Р. 165-169

2. Cheng Xiaonong Modifier effects on chemical reduction synthesis of nanostructured cop-per/ Cheng Xiaonong, Zhang Xifeng, Yin Hengbo, Wang Aili, Xu Yiqing // Applied Surface Science, 2006, Vol. 253.-Р. 2727-2732

УДК 539.19:669.73

П.А. Колбичев, М.Ю. Королева, Е.В. Юртов

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия МИКРОЭМУЛЬСИОННЫЙ СИНТЕЗ НАНОЧАСТИЦ СУЛЬФИДА КАДМИЯ

The templated synthesis of CdS nanoparticles was carried out in w/o microemulsion stabilized by Aerosol OT. Adsorption spectra of microemulsions with CdS nanoparticles exhibited the exciton band. The results showed a linear relationship between the optical density and W0 (the molar ration of water phase and surfactant) in the exciton band region.

Наночастицы CdS были синтезированы в обратной микроэмульсии, стабилизированной аэрозолем ОТ. Показано наличие на спектрах поглощения микроэмульсий, содержащих наночастицы сульфида кадмия различного размера, экситонного пика. Зависимости оптической плотности растворов от W0 (мольное соотношение водной фазы и ПАВ) в области экситонного пика поглощения описываются линейным уравнением.

Разработка простых и доступных методов синтеза, позволяющих получать наночастицы заданного размера с достаточно узким распределением по размерам, является актуальной задачей. Наиболее перспективно такие наночастицы синтезировать в нанореакторах, в качестве которых в последнее время интенсивно исследуются различные структурированные системы, например, цеолиты, полимерные матрицы, пленки Ленгмюра-Блоджетт, везикулы, обратные мицеллы и микроэмульсионные системы.

Обратные микроэмульсии представляют собой термодинамически устойчивые двухфазные системы, состоящие из капель полярной фазы (воды), распределенных в неполярной среде (углеводороде). Для стабилизации таких систем используют поверхностно-активные вещества (ПАВ) различной природы [1]. Капли микроэмульсии участвуют в броуновском движении, в процессе которого непрерывно сталкиваются, коалес-цируют и снова распадаются, т.е. происходит обмен веществ, содержащихся в различных каплях. Синтез наночастиц происходит в случае коалесценции двух капель, содержащих вещества, при взаимодействии которых образуется труднорастворимое соединение. Схема получения наночастиц в микроэмульсионной системе представлена на рис. 1.

В данной работе для получение наночастиц сульфида кадмия была использована микроэмульсия, стабилизированная анионным ПАВ - аэрозолем ОТ (диоктилсульфо-

сукцинат натрия). Было проведено исследование зависимости размера синтезируемых наночастиц CdS от объема капель микроэмульсии.

Исследования проводили при использовании микроэмульсии, состоящей из аэрозоля ОТ, гептана и водной фазы. Синтез наночастиц CdS внутри капель микроэмульсии происходил при взаимодействии CdNO3 и №^. В табл. 1 приведены составы исследованных микроэмульсий.

При образовании наночастиц CdS в каплях микроэмульсии происходило изменение окраски системы от практически бесцветной до желтой. Интенсивность окрашивания микроэмульсий увеличивалась при возрастании размера наночастиц сульфида кадмия.

Рис. 1. Схематическое изображение синтеза наночастиц в микроэмульсии

Длина волны, нм

Б

W„

Рис. 2. Зависимости оптической плотности микроэмульсий с наночастицами CdS от длины волны при различных соотношениях

Рис. 3. Зависимости оптической плотности микроэмульсий с наночастицами CdS от Wo при различных длинах волн

На рис. 2 показаны спектры поглощения микроэмульсий с наночастицами CdS. При величинах W0, превышающих 3,47 в спектрах появляется полоса, соответствующая экситонному пику поглощения при ~ 400 нм, что свидетельствует об образовании полупроводниковых наночастиц размером, сопоставимым с областью делокализации

электрон-дырочной пары. Положение данного пика соответствует результатам, описанным в работе [2], посвященной синтезу наночастиц CdS в микроэмульсиях, стабилизированных неионогенными ПАВ.

Табл. 1. Составы микроэмульсий для синтеза наночастиц CdS

Объемы растворов,мл Количество водного рас- Количество Аэрозоля W

Cd(NOs)2 Na2S твора, моль ОТ, моль

0,03 0,03 0,0033 0,0016 2,08

0,04 0,04 0,0044 0,0016 2,78

0,05 0,05 0,0056 0,0016 3,47

0,06 0,06 0,0067 0,0016 4,17

0,07 0,07 0,0078 0,0016 4,86

0,08 0,08 0,0089 0,0016 5,56

где W0 = [Н20]/[ПАВ]

При более высоких значениях W0 образуются микроэмульсии с более крупными каплями. При увеличении диаметра капель размер синтезируемых в них наночастиц также должен возрастать. На рис. 3 приведены зависимости оптической плотности микроэмульсий с наночастицами CdS от W0 в исходной микроэмульсии. Значения оптической плотности увеличиваются при возрастании W0 в исследованных микроэмульсиях. При этом желтая окраска микроэмульсий становится более интенсивной. В области экситонного пика зависимости оптической плотности от W0 могут быть аппроксимированы линейным уравнением.

Таким образом, в данной работе был проведен синтез наночастиц CdS в микроэмульсиях, стабилизированных аэрозолем ОТ. Оптическая плотность, а следовательно, и размер наночастиц увеличивался при возрастании мольного соотношения водная фаза/ПАВ в микроэмульсионной системе. Полученные зависимости оптической плотности от W0 в области экситонного пика могут быть аппроксимированы линейным уравнением. Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (грант 07-03-01095).

Список литературы

1. Handbook of Microemulsion Science and Technology / ed. P. Kumar and K.L. Mittal. -Marcel Dekker, New York, 1999, 842 p.

2. Иванова, Н.И. Получение наночастиц сульфида кадмия в обратных микроэмульси-онных системах/ Н.И.Иванова, Д.С.Руделев, Б.Д.Сум // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия, 2001, Т. 42, № 6, с. 405-407

УДК 541.182.64:669.33

С.Ю. Левчишин, Н.М. Мурашова, Е.В. Юртов

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

ЭКСТРАГЕНТ-СОДЕРЖАЩИЕ МИКРОЭМУЛЬСИИ ДИ-(2-ЭТИЛГЕКСИЛ) ФОСФАТА НАТРИЯ

The regions of existence of homogeneous sodium bis-(2-ethylhexyl)phosphate microemulsion in different organic solvents and at various extractant content were examined. The extractant was bis-(2-