Środek powierzchniowo czynny jest adsorbowany na powierzchni proszku prekursora

2020-11-26 17:33:48

Napięcie powierzchniowe i energię powierzchniową można zmniejszyć dodając środek powierzchniowo czynny do prekursora nanomateriałów, aby zmniejszyć stopień agregacji cząstek stałych lub ciekłych w układzie dyspersyjnym, utrzymać względnie stabilny układ dyspersyjny oraz skutecznie regulować wielkość i morfologię nanocząstek.

Dodatek środka powierzchniowo czynnego może stanowić zawadę przestrzenną na powierzchni prekursora ZnO, zmniejszać bezpośredni kontakt między cząstkami i unikać aglomeracji spowodowanej wiązaniem wodorowym lub siłą van der Waalsa. Na etapie tworzenia prekursora środek powierzchniowo czynny adsorbuje się na powierzchni proszku prekursora, co utrudnia aglomerację cząstek. Podczas suszenia próżniowego cząsteczki Surfaktantu tworzą na powierzchni cząstek monowarstwy, co zmniejsza powierzchnię kontaktu rozpuszczalnika z powietrzem, a napięcie powierzchniowe gwałtownie spada. Cząsteczki nie są łatwo zbliżone do siebie, co zmniejsza stopień aglomeracji mikroproszku. Ponadto działanie elektrostatyczne środków powierzchniowo czynnych może również w pewnym stopniu zmniejszyć stopień aglomeracji mikroproszku.

Jako surowce zastosowano siarczan cynku i wodorowęglan amonu, a przed reakcją dodano glikol polietylenowy (PEG) w celu otrzymania zasadowego prekursora węglanu cynku bez aglomeracji; lub nanotlenek cynku o mniejszym rozmiarze cząstek i lepszej dyspersji można wytworzyć przez dodanie środka powierzchniowo czynnego w procesie reakcji w stanie stałym; jeśli jako matrycę molekularną zastosowano kompozytowy niejonowy środek powierzchniowo czynny, który może tworzyć ciekły kryształ, do utworzenia ciekłego kryształu zastosowano falę ultradźwiękową. Pod kontrolą metody zolowej można przygotować równoległe wiązki, takie jak wąsy ZnO, o równoważnej średniej średnicy 50 nm.

Stosując Zn (NO3) 2 · 6H2O i Na2CO3-NaHCO3 jako surowce, anionowy środek powierzchniowo czynny jako emulgator i rozpuszczalnik organiczny jako dyspergator, prekursor wytworzono metodą emulsyjną. Nano ZnO otrzymany w wyniku rozkładu termicznego miał standardowy układ sześciokątny o średniej wielkości cząstek 13,5 nm. Jeżeli jako modyfikator powierzchni zastosowano PVP, prekursor przygotowano metodą emulgowania, można zsyntetyzować nanocząstki ZnO o wąskim rozkładzie wielkości cząstek i średniej wielkości cząstek 4,0 nm.

Peg o różnej masie cząsteczkowej stosowany jest jako wielkocząsteczkowy środek powierzchniowo czynny do tworzenia supramolekularnej matrycy w określonym zakresie stężeń miceli i układzie ośrodka, tj. „mikroreaktorze”. Można wytwarzać materiały Nano ZnO o kształcie pręta sferycznego i igłowego oraz pręta sześciokątnego, płatkowego i spiralnego o równomiernym rozproszeniu. Jako powierzchnię stosuje się glikol polietylenowy-400. Wielkość nano proszku ZnO syntetyzowanego metodą zol-żel może osiągnąć około 70 nm, a wielkość cząstek jest jednolita. Zakres rozkładu wielkości cząstek jest wąski. Wybiera się określoną ilość nano proszku ZnO. Zawartość ZnO analizuje się metodą miareczkową. Stwierdzono, że czystość proszku może osiągnąć ponad 99%.

Nano ZnO o określonej morfologii można otrzymać dodając w określonej ilości środek powierzchniowo czynny. Jako surowce zastosowano Zn (CH3COO) 2 · 2H2O i (COOH) 2 · 2H2O oraz etylenodiaminę jako środek powierzchniowo czynny. Bez etylenodiaminy większość nanocząstek ZnO ma kształt kulisty lub prawie kulisty, o małych rozmiarach i równomiernym rozkładzie. Średnia średnica wynosi około 30 nm i nie ma w nich cząstek ZnO przypominających igły, pręty i krótkie kolumny; jeśli w tym samym układzie reakcyjnym doda się etylenodiaminę, otrzyma się nanocząsteczki ZnO w kształcie pręcików. Wu Qingsheng i inni również odkryli podobne zjawisko podczas wytwarzania nanodrutów PbCl2.