Статья опубликована в рамках: XIX Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 27 мая 2014 г.)

Наука: Химия

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Пугачёв А.Д. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ФОРМИРОВАНИЕ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА // Научное сообщество студентов XXI столетия. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. XIX междунар. студ. науч.-практ. конф. № 5(19). URL: http://sibac.info/archive/nature/5(19).pdf (дата обращения: 18.01.2020)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

ВЛИЯНИЕ  ТЕМПЕРАТУРЫ  НА  ФОРМИРОВАНИЕ  НАНОЧАСТИЦ  СЕРЕБРА

Пугачёв  Артем  Дмитриевич

студент  4  курса,  кафедра  химии  ДГТУ,  РФ,  г.  Ростов-на-Дону

E -mailartem_d_pugachev@mail.ru

 

Размерные  характеристики  частиц  [6]  важны  для  различных  приложений.  Поэтому  при  синтезе  таких  частиц  необходимо  иметь  возможность  управлять  соответствующими  параметрами  продукта  (средний  размер  частиц,  индекс  полидисперсности  и  др.).  На  вид  функции  распределения  частиц  по  размерам,  главным  образом,  влияют  концентрации  исходных  растворов  реагентов,  их  соотношение  и  температура  синтеза.  Перечисленные  факторы  можно  использовать  как  управляющие,  поэтому  их  лабораторное  изучение  является  актуальным,  поэтому  целью  данной  работы  является  изучение  одного  из  них.

Методика  эксперимента.

Оборудование  и  реактивы:

·     нитрат  серебра,  ч.д.а.,  ГОСТ  1277-75

·     боргидрид  натрия,  марка  А,  ТУ  1-92-162-90

·     желатин  пищевой,  П-11,  ГОСТ  11293-89

·     ультрацентрифуга  CPS  марки  DC24000

·     электроплитка

·     химическая  посуда

Синтез  наночастиц  (НЧ)  серебра  проводился  путем  восстановления  соли  боргидридом  натрия  [1,  2,  4,  5].  В  качестве  стабилизатора  использовался  желатин  пищевой. 

Растворы  боргидрида  натрия  и  нитрата  серебра  концентрацией  10-3  моль/л  параллельно  нагревались  (если  требуется)  на  электроплитке  до  необходимой  температуры.  Затем  их  смешивали,  соблюдая  соотношение  концентраций  [AgNO3]/[NaBH4]  =  1/4.  Массовая  доля  желатина  в  реакционной  смеси  0,01  %.

Функции  распределения  частиц  по  размеру,  синтезированных  по  такой  методике,  получали  в  результате  седиментационного  анализа  на  ультрацентрифуге  CPS  (НОЦ  «Материалы»  Донского  ГТУ)  по  методике  [3].

Обсуждение  результатов

Общий  вид  функции  распределения  для  образцов,  получаемых  по  такой  методике  имеет  вид:

 

P(d)  ~  αdβϒd  ,  (1)

 

где:  P  —  плотность  вероятности, 

d  —  диаметр  эквивалентной  сферы, 

α,  β,  ϒ  —  константы,  которые  несложно  определить  экспериментально.  Набор  этих  констант  немного  отличается  для  каждого  образца.

Синтез  проводился  при  значениях  температуры  20,  40,  45,  50,  55,  70  0С.

При  изучении  полученных  функций  распределения  (см.  рисунок  1)  было  выявлено,  что  индекс  полидисперсности  при  разных  температурах  синтеза  серьезных  изменений  не  претерпевал.  Он  менялся  лишь  в  пределах  погрешности  эксперимента  и  составил  1,75  ±  0,1.

 

(а)

(б)

(в)

(г)

(д)

(е)

Рисунок  1.  Функции  распределения  НЧ  по  размерам.  (а)  —  при  Т  =  20  0С,  (б)  —  при  Т  =  40  0С,  (в)  —  при  Т  =  45  0С,  (г)  —  при  Т  =  50  0С,  (д)  —  при  Т  =  55  0С,  (е)  —  при  Т  =  70  0С

 

Однако  же  средний  размер  НЧ  и  положение  максимума  функции  распределения  несколько  изменялись  с  повышением  температуры  (см.  рисунок  2.).  С  увеличением  температуры  средний  размер  частиц  увеличивался.

 

Рисунок  2.  Зависимость  среднего  размера  НЧ  от  температуры

 

Судя  по  характеру  зависимости,  это  связано  с  тем,  что  скорость  реакции  стабилизации  с  увеличением  температуры  растет  медленнее,  чем  реакция  восстановления  серебряных  частиц.

Заключение

В  результате  проделанных  экспериментов  было  установлено,  что  изменение  температуры  синтеза  не  влияет  на  характер  функции  распределения  НЧ.  Изменяется  лишь  средний  размер  частиц.

Следующим  этапом  исследования  такой  неравновесной  физико-химической  системы  является  изучение  влияния  величины  концентраций  реагирующих  веществ,  их  соотношение,  а  также  природы  среды  и  стабилизирующего  агента.

 

Список  литературы:

1.Вегера  А.В.,  Зимон  А.Д.  Синтез  и  физико-химические  свойства  наночастиц  серебра,  сатбилизированных  желатином  //  Известия  Томского  политехнического  университета.  —  Т.  309.  —  №  5.  —  С.  60—64.  —  2006.

2.Крутяков  Ю.А.,  Кудринский  А.А.,  Оленин  А.Ю.,  Лисичкин  Г.В.  Синтез  и  свойства  НЧ  серебра:  достижения  и  перспективы  /  Хим.  Фак-т  МГУ,  2008.

3.Кужаров  А.С.,  Кужаров  А.А.,  Рыжов  С.И.,  Державец  Ю.С.  Методика  седиментационнго  анализа  на  центрифуге  CPS  /  Материалы  IX  Международной  научно-практической  конференции  «Проблемы  синергетики  в  трибологии,  трибоэлектрохимии,  материаловедении  и  мехатронике».  Новочеркасск:  ЮРГТУ(НПИ),  2010.

4.Пугачев  А.Д.  Восстановление  ультрадисперсного  серебра  боргидридом  натрия  в  различных  средах  //  Инженер  —  №  14.  —  С.  113—118.  —  2013.

5.Шмаков  С.Н.  Синтез  и  свойства  наночастиц  металлов,  стабилизированных  водорастворимыми  полимерами  //  Автореф.  дис.  к.х.н.  Алматы.  2009. 

6.esai  R.,  V.  Mankad,  S.K.  Gupta,  and  P.K.  Jha.  Size  Distribution  of  Silver  Nanoparticles:  UV-Visible  Spectroscopic  Assessment  //  Nanoscience  and  Nanotechnology  Letters.  —  Vol.  4,  —  pp.  30—34,  —  2012. 

Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий