Наноматериалдарды алудың золь – гель әдісі .

Золь – гель әдісі – наноматериалдарды алу әдістерінің бір түрі болып табылады. Бұл әдіс ең алдымен золь алып, кейін оның гельге ауысуына негізделген.

Золь – гель әдісін қолдана отырып торлары ретті немесе ретсіз орналасқан кеуекті құрылымды заттарды, наножабындыларды, талшықты және монолитті құрылымдарды алуға болады.

Процесс бірнеше сатыдан тұрады:

1 саты: Зольдің түзілуі - кремнийдің мономерлі қосылыстарының гидролизі және поликонденсациясы.

2 саты: гельдің пайда болуы Бұл сатыда гельдің кеңістікті торының түзілуі жүреді. Сонымен қатар бұл кезде ерітіндінің тұтқырлығының бірден жоғарылауы байқалады. Құрылатын сетка структурасы рН ортасына байланысты. Қышқылдық ортада гидролиз поликонденсацияға қарағанда тез жүреді. Сондықтан бастапқы сатыларда тізбектердің айтарлықтай мөлшері түзіледі, содан кейін тізбектердің тармақталуы мен олардың көлденең байланысуы болады.

3 саты – гельдің тозуы (синезерис). Гельдің құрылымының тығыздалуы, тордың қысылуы және еріткіштің гельден бөлінуі. Бұл саты бірнеше күнге созылуы мүмкін.

Бастапқыда кремний оксидінің жеке бөлшектері пайда болады. Содан соң үлкен кеуекті құрылымдардың түзілуімен олардың коалесценциясы жүреді. Бастапқыда материалдарда диаметрі үлкен болатын тесіктердің аз мөлшері түзіледі. Гельдің синерезис құбылысының өтуіне байланысты тесіктердің мқлшері артады, сонымен қатар бұл кезде олар жіңішкереді.

4 саты – кептіру. Гельдің торлық құрылымынан сұйықтың жойылуы. Егер еріткіштің жойылуы жоғары критикалық жағдайда өтсе, онда мұндай жағдайда аэрогель түзіледі. Ал егер кептіруді жоғары температурада жүргізетін болса, онда берік құрылым – ксерогель түзіледі(1- сурет).

1 – сурет. Гельді кептіру кезінде түзілетін құрылымдар.

5 саты. Гельдің термиялық тығыздалуына, кеуектіліктіктің төмендеуіне және қалған тесіктердің орташа өлшеміне негізделген.

6 саты – гельді шыныландыру. Тесіктердің саны мен өлшемі айтарлықтай төмендейді, ал бұйым қарапайым қатты шыны дененің қасиеттеріне ие болады.

Золь – гель әдісінің сатылары:

Сурет -2. Золь-гель әдісінің сатылары:

1 — зольдің түзілуі; 2 — гельдің пайда болуы; 3 — гельдің тозуы; 4 — кептіру; 5 — термиялық тығыздалу; 6 — шыныландыру.

Бұл әдістің артықшылығы – осы жолмен алынған наноматериал жоғары температураға төзімді, тозуға тұрақты, берік және басқа да бірегей қасиеттерге ие болады. Сонымен қатар бұл материалдардың қолдану аясы кең.

Әдістің кемшілігі – алынатын бөлшектердің монодисперсті болмауы, бірөлшемді және екіөлшемді наноқұрылымдарды алу мүмкіндігінің болмауы, кеңістікті – реттелген құрылымдарды синтездеу мүмкіндігінің болмауы.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: