CC BY
23
3. Матвеева А.Г., Юртов Е.В., Прокопова Л.А. Электрические свойства жидких кристаллов на основе лаурата калия // Химическая технология. 2010. Т.11.№12. С.711-716;
4. Матвеева А.Г., Кузьмин А.В., Гейдт П.В., Юртов Е.В., Слепцов В.В., Церулёв М.В. Влияние наночастиц серебра на электрические свойства жидких кристаллов на основе лаурата калия // Химическая технология: сб. тез. докл. IV. Т.2. М., 2012. С. 41-43;
5. Тянгинский, А.Ю., Трепов Д.А., Церулев М.В., Слепцов В.В. Электроимпульсные методы формирования нанокластеров серебра в жидкой среде // Нано- и микросистемная техника. 2008. № 11.с. 13-17;
6. Neto A. M. F., Salinas S. R. A. The physics of lyotropic liquid crystals: phase transitions and structural properties // Oxford science publications, 2005. 304p.
УДК 541.18
E.H. Голубина, Н.Ф. Кизим, H.A. Машкова
Новомосковский институт ФГБОУ ВПО «Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева», Новомосковск, Россия
СМАЧИВАЕМОСТЬ ПЛЕНОК ИЗ МАТЕРИАЛА ИА ОСНОВЕ ДИ-(2-ЭТИЛГЕКСИЛ)ФОСФАТА ЛАНТАНОИДА
Изучена смачивающая способность материала межфазного образования, самопроизвольно возникающего в экстракционной системе водный раствор соли РЗЭ -раствор Д2ЭГФК в растворителе, при его нанесении в виде пленки на стеклянную пластину. Показано влияние природы РЗЭ, природы растворителя и времени контакта фаз на величину краевого угла смачивания пленки.
Wetting ability a material of the interfacial formation spontaneously arising in extraction system a water solution of salt REE - solution D2EHPA in solvent is studied at its applying in the form of a film on glass plate. Influence of the nature of a REE, the nature of solvent and time of contact phases for value of a limiting wetting angle of a film is shown.
Наноструктурированные пленки обладают комплексом уникальных характеристик, обусловленных рядом причин: особенности их структуры, высокой объемной доли границ раздела отдельных зерен, отсутствием внутризеренных дислокаций, наличием межкристаллических аморфных прослоек. Эти особенности обеспечивают принципиально иные их физико-химические и механические свойства [1-3].
Интерес к изучению материалов на основе редкоземельных элементов (РЗЭ) в последнее время возрос. Известно, что атомы, кластеры РЗЭ и материалы с их участием обладают уникальными оптическими, магнитными и каталитическими свойствами.
В настоящем сообщении представлены результаты исследований смачивающей способности пленки, нанесенной на стеклянную пластину, из материала самопроизвольно возникающего в межфазном слое системы водный раствор соли РЗЭ - раствор ди-(2-этилгексил)фосфорной кислоты (Д2ЭГФК) в растворителе.
Объектом исследования являлась гетерогенная система 0,1 М водный раствор соли ЬпА3 / Д2ЭГФК - разбавитель. В экспериментах использовали соли Ьп(Ш) (ЕгС13, РгС13, ^(N0^, Ио^03)3); в качестве разбавителей -гептан, толуол, тетрахлорметан.
Методика проведения эксперимента аналогична методу получения пленок Ленгмюра-Блоджетт и описана в [4]. Количество РЗЭ, накопившего в межфазном слое, определяли по уравнению материального баланса на основе измерений концентрации РЗЭ в водной и органической фазах [5]. Величину краевого угла смачивания определяли по стандартной методике, описанной в [6].
При контактировании водного раствора РЗЭ с растворами Д2ЭГФК в разбавителе протекают химические реакции, в которых могут участвовать разные формы Ьп(Ш), содержащиеся в водном растворе и экстракционный реагент. Образующиеся соли не растворимы ни в водной, ни в органической фазах и накапливаются в межфазной области. Динамический межфазный слой (ДМС) является неоднородным; может включать не только образующиеся соли, но и экстракционный реагент. Д2ЭГФК и образуемые ею соли, как известно [7], поверхностно-активны и способны адсорбироваться на границе раздела жидкость/жидкость. Структура и свойства смешанных слоев зависят от взаимного соотношения количеств веществ, размера и строения составляющих их молекул. Поэтому межфазные образования, самопроизвольно возникающие в ДМС, являются анизотропными, т.е. их структура и свойства различаются не только в зависимости от направления, но и во времени.
Представленные на рис. 1 зависимости подтверждают выше отмеченное. Свойства пленки, перенесенной на стеклянную пластину, изменяются; со временем увеличивается содержание РЗЭ в пленке и наблюдается повышение ее гидрофобности. При одинаковой степени накопления РЗЭ в ДМС различие в краевых углах смачивания пленки в системах с РЗЭ иттриевой и цериевой подгрупп может быть объяснено различием их структуры. В случае экстракции Ег(Ш) или УЪ(Ш) в структуре пленки наблюдаются участки с аморфной и конденсационной структурой, а в случае экстракции Рг(Ш) или N^111) структура пленки в течение 60 мин является рентгеноаморфной. В случае конденсационной структуры покрытия предотвращается проникновение капли воды к поверхности пластинки и материал межфазного образования приобретает гидрофобные свойства.
Рис. 1. Зависимость краевого угла смачивания пленки, перенесенной на стеклянную пластину от количества РЗЭ, накопившегося в межфазном слое. Система: 0,1 М водный раствор соли Ьп(Ш); рН = 5,3 / 0,05 М Д2ЭГФК в гептане при времени контакта стеклянной пластинки с межфазным слоем 10 с
Если вместо гептана в качестве растворителя использовать толуол или тетрахлорметан, то материал пленки во всем исследуемом диапазоне времен обладает гидрофильными свойствами (рис. 2), также с течением времени становится менее гидрофильным. Различие в смачивающей способности пленки обусловлено различным содержанием воды в ее составе, что подтверждается ИК спектрами образцов материала пленки, взятого из межфазного слоя.
Повышение гидрофильности покрытия в диапазоне 0,1-0,2 моль при использовании тетрахлорметана в качестве растворителя указывает на формирование слоистой структуры, состоящей как минимум из двух слоев. Последовательный цикл «погружение-извлечение» позволяет получить
n, ммоль
Рис. 3. Изменение краевого угла смачивания пленки, перенесенной на стеклянную
пластину, от количества РЗЭ, накопившегося в межфазном слое. Система: 0.1 М раствор PrCl3; pH = 5,3 / 0,05 М раствор Д2ЭГФК в гептане (1), толуоле (2) или тетрахлорметане (3). Время контакта стеклянной пластинки с межфазным слоем 10 с Таким образом, материал межфазных образований, самопроизвольно возникающих в межфазном слое экстракционной системы, нанесенных в виде пленки на стеклянную пластинку, обладает разной смачивающей способностью, что позволяет (варьируя условия эксперимента) получить материал с заданной величиной краевого угла смачивания. Полученные результаты расширяют область знаний в области свойств структурированных пленок и их синтеза по принципу «снизу-вверх».
Библиографические ссылки:
1. Елисеев A.A., Лукашин A.B. Функциональные наноматериалы / Под ред. Ю.Д. Третьякова. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010. - 456 с.
2. Пул Ч., Оуэнс Ф. Нанотехнологии. - М.: Техносфера, 2005. - 336 с.
3. Гусев А.И. Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства. - Екатеринбург: УрО РАН, 1998. - 199 с.
4. Кизим Н.Ф., Голубина Е.Н., Ерастов A.A., Пронин Е.В. Синтез материала с заданной смачиваемостью на основе нанодисперсной системы // Материалы междун. научно-практической конф. «Многомасштабное моделирование структур и нанотехнологии». - Тула, 2011. - С.159-163.
5. Кизим Н.Ф., Голубина E.H. Накапливание некоторых редкоземельных элементов в динамическом межфазном слое экстракционной системы. // Химическая технология. 2009. Т. 10. № 5. С. 296-301.
6. Практикум и задачник по коллоидной химии. / Под ред. В.В. Назарова и А.С. Гродского. - М.: Академкнига. 2007. - 420 с.
7. Тарасов В.В., Фомин А.В., Ягодин Г.А. Поверхностно-активные свойства ди-(2-этилгексил)фосфорной кислоты // Журн. физич. химии. 1971. Т. 45. № 5. С. 1300.
УДК 54.057 : 546
Е.В. Гуляева, М.Ю. Королева, Е.В. Юртов
Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия
СИНТЕЗ НАНОЧАСТИЦ СУЛЬФИДОВ МЕТАЛЛОВ, СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ ПАВ
В данной работе были синтезированы наночастицы CdS, ZnS, Ag2S методом контролируемого осаждения в водной среде с использованием неионогенного ПАВ Tween 80, анионогенного ПАВ Аэрозоль ОТ и их смеси. Был проведен сравнительный анализ средних размеров и дисперсности наночастиц. Показано, что минимальные размер и дисперсность наблюдались при синтезе наночастиц, стабилизированных смесью ПАВ в мольном соотношении Аэрозоль ОТ : Tween 80 < 1 : 1.
In the present work nanoparticles CdS, ZnS, Ag2S were synthesized by controlled precipitation method in aqueous medium. Nonionic surfactant Tween 80, anionic surfactant Aerosol OT, and mixture of these surfactants were used as capping agents. Minimum size and dispersity of nanoparticles were obtained in the case of mixture of surfactants and molar ratio Aerosol OT : Tween 80 < 1 : 1.
Неорганические полупроводники CdS, ZnS, Ag2S обладают высокой подвижностью носителей заряда, фото- и термальной стабильностью. Сульфиды металлов представляют интерес благодаря потенциальной возможности их применения в оптоэлектронике, фотовольтаике, медицине и в качестве катализаторов. Одной из важнейших задач при синтезе полупроводниковых наночастиц (НЧ) для этих целей является получение НЧ с узким распределением по размерам.
В данной работе НЧ CdS, ZnS, Ag2S были получены методом контролируемого осаждения в водной среде. Прекурсорами служили 1 мМ водный раствор нитрата кадмия, цинка или серебра, а также 1 мМ водный раствор сульфида натрия. Синтез проходил при стехиометрическом соотношении прекурсоров, при температуре 25 0С и интенсивном перемешивании. В качестве стабилизаторов использовали неионогенное ПАВ Tween 80 и анионогенное ПАВ Аэрозоль ОТ (АОТ) и их смесь. Размер синтезируемых частиц и распределение их по размерам определяли методом динамического светорассеяния на приборе Zetasizer Nano (Malvern). Морфологию полученных наночастиц определяли с помощью электронной
