Właściwy modyfikator powierzchni odgrywa decydującą rolę w przygotowaniu nano ZnO

2020-11-20 00:42:15

Wybór odpowiedniego modyfikatora powierzchni odgrywa decydującą rolę w przygotowaniu nano ZnO. Przed użyciem należy wziąć pod uwagę cel zastosowania i wymagania obrabianego obiektu, wielkość cząstek, rozkład wielkości cząstek, morfologię cząstek, polarność powierzchni i proces obróbki.

W procesie syntezy środki powierzchniowo czynne mogą działać jako „miękka matryca” reakcji, pomagając w kierunkowym wzroście kryształów. Dzięki adsorpcji chemicznej i specyficznej selektywności powierzchni kryształów kształt cząstek jest bardziej zróżnicowany, wykazując różnorodne morfologie. Kwiat taki jak ZnO przygotowano w temperaturze 200 ℃ z glikolem polietylenowym 220000 (peg220000) jako środkiem powierzchniowo czynnym w warunkach hydrotermalnych, a ZnO w kształcie kolumny i pręta można było przygotować poprzez zmianę środka powierzchniowo czynnego na CTAB (bromek cetylotrimetyloamoniowy) w określonej temperaturze. Dodecylobenzenosulfonian sodu (SDBS), dodecylosiarczan sodu (SDS) i dodecylokarboksylan sodu są często stosowane jako środki powierzchniowo czynne do wytwarzania nanomateriałów ZnO o różnej morfologii.

Badano wpływ PEG-400, nienasyconych kwasów tłuszczowych tween-60 i PAAS na wielkość i morfologię powierzchni nanocząstek ZnO. Wyniki wykazały, że efekt zawady przestrzennej PEG zmniejsza napięcie powierzchniowe nanocząstek ZnO, zmniejsza wiązania między cząstkami i ma dobry wpływ na zmniejszanie wielkości cząstek nanocząstek oraz w pewnym stopniu temu zapobiega. Efekt aglomeracji może skutecznie zmniejszyć wielkość cząstek. Jednakże zastosowanie nienasyconych kwasów tłuszczowych tween-60 i niskiej zawartości poliakrylanu sodu PAAS może zająć mikropory na powierzchni proszku, powodując zmniejszenie powierzchni właściwej proszku, co skutkuje dobrą dyspersją nanotlenku cynku.

Porównując wpływ jonowych (dodecylosiarczan sodu, bromek cetylotrimetyloaminy) i niejonowych (Tween-80, glikol polietylenowy-6000) modyfikatorów powierzchni na wielkość i morfologię cząstek tlenku cynku, wykazano, że dodecylosiarczan sodu charakteryzuje się dobrą dyspersją prekursora, a wielkość cząstek nanometrowego tlenku cynku jest również niewielka (około 80 nm); glikol polietylenowy-6000 można skutecznie owinąć w nanocząstki. Wyniki pokazują, że powierzchnia cząstek ZnO może zapobiegać zbieganiu się cząstek w celu utworzenia drugiej aglomeracji, a nanocząsteczki ZnO mają około 95 nm; Bromek cetylotrimetyloaminy jest modyfikatorem kationowym i ma taki sam ładunek jak prekursor nano ZnO. Ze względu na wzajemne odpychanie substancja czynna nie może skutecznie owijać się na powierzchni cząstek prekursora, co powoduje, że cząstki łatwo ulegają aglomeracji. Wielkość nanocząstek ZnO wynosi około 203 nm.

Badano wpływ różnych środków powierzchniowo czynnych na wielkość cząstek ZnO przygotowanych metodą chemicznego strącania. Wyniki pokazują, że ZnO syntetyzowany poprzez emulgację anionowego środka powierzchniowo czynnego ma mały rozmiar cząstek, jednolitą strukturę, dobrą dyspersję i wysoką wrażliwość na gaz w niskiej temperaturze. Liao Liling i in. Zsyntetyzowano prekursor szczawianu cynku metodą bezpośredniego strącania z azotanem cynku i kwasem szczawiowym jako surowcami, dodając różne rodzaje środków powierzchniowo czynnych, a następnie rozkład termiczny w celu otrzymania proszku nano tlenku cynku. Dodatek 2% środków powierzchniowo czynnych może skutecznie zmniejszyć wielkość cząstek nanocząstek ZnO. Wśród nich znaczący jest wpływ glikolu polietylenowego-400.