Регистрация / Вход
Прислать материал

Приготовление суспензии нанопорошка ZnO в растворе глицина

ФИО
Кутуков Антон Константинович
Электронная почта
2c6d01ab8a5Kutukov27@yandex.ru
Номинация
Нанотехнологии
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Функциональных наносистем и высокотемпературных материалов
ФИО научного руководителя
Годымчук Анна Юрьевна к.т.н.
Академическая группа
МФХ-15-3
Наименование тезиса
Приготовление суспензии нанопорошка ZnO в растворе глицина
Тезис

Обладая высокой поверхностной энергией, частицы нанопорошков при хранении, транспортировке и применении подвергаются значительной агрегации. Поэтому в ряде случаев для применения наночастиц в различных отраслях нанопорошки удобно использовать в виде суспензий.

Целью настоящего исследования является попытка получения седиментационно устойчивой суспензии, используя аминокислоту для стабилизации наночастиц оксида цинка.

Объектом данного исследования послужил нанопорошок ZnO (20 нм и 300 нм), полученный плазмохимическим методом компанией Nanostructured & Amorphous Materials Inc., США. В работе готовили водные суспензии на основе наночастиц ZnO, имеющих размер 20 и 300 нм. В 5 мл 2 М раствора аминоуксусной кислоты добавляли 0.1 и 0.5 грамм  нанопорошка ZnO при pН= 6, что составляет массовую концентрацию 2, 10 масс% соответственно (аналитические весы, погрешность ±0,0001 г). Затем через 1 час брали аликвоты суспензии и разделяли на центрифуге EBA 20 (5500 об/мин, 60 мин).

На рисунках ниже  представлены ИК-спектры центрифугатов, полученных при разделении суспензий с разным содержанием порошка, выдержанных в 2 М растворе глицина. С помощью метода ИК-спектроскопии установлено, что при увеличении концентрации частиц ZnO в аминоуксусной кислоте адсорбция в первый час проходит быстрее, об этом свидетельствует меньшая высота пика для растворов в которые было добавлено 0.5 грамм нанопорошка ZnO, причем меньшая высота пиков соответствует для нанопорошков имеющих размер и 20 нм и 300 нм.

Рисунок 1. ИК-спектры растворов, отделенных от нанопорошка ZnO

Так, после выдерживания нанопорошка в суспензиях в течение одного часа с содержанием 0,1…0,5 г высота пика при длине волны 1250 см-1 уменьшилась от 11,1 до 8 единиц при добавлении 0.1 грамм ZnO для 20 и 300 нм, и от 11,1 до 3 единиц для 20 нм и до 2 единиц для 300 нм для 0.5 г ZnO соответственно. Таким образом, в суспензиях в течение одного часа с содержанием нанопорошка ZnO 2, 10 мас.%   адсорбируется 27,92 % глицина для 0.1 грамм ZnO 20 и 300 нм, 72.9% и 81.9% для 0.5 грамм ZnO 20 и 300 нм при выдерживании в 2 М растворе ПАВ.

Экспериментально показано, что после адсорбции на поверхности НП на ИК-спектрах полученного центрифугата практически отсутсвуют основные пики, характерные для  аминогруппы при 1402 и 1330 см-1 в растворе ПАВа. Полученные данные свидетельствуют о том, что при выбранных условиях глицин эффективно садится на поверхность наночастиц, а следовательно может быть использован для диспергирования нанопорошка ZnO в водных суспензиях.

Научный руководитель к.т.н. Годымчук Анна Юрьевна