Микроэмульсионный метод получения оксида цинка

Приведенная выше классификация ПАВ основана на коллоидно-химических свойствах растворов ПАВ и её можно использовать для практических целей при составлении композиций поверхностно-активных веществ, например, для моющих средств и текстильно-вспомогательных веществ.

Вполне достаточно простых измерений, чтобы решить вопрос о том, к какой из групп отнести данное ПАВ или их смесь и определить область его рационального использования.

Свойства материалов и систем, получаемых на основе ПАВ, можно регулировать не только изменением химического строения их молекул, но и взаимным влиянием в смесях, в которых компоненты взяты в различных соотношениях, а также при помощи добавок органических полярных веществ различной молекулярной массы и неорганических веществ – электролитов.

Например, прибавление к ПАВ, отнесенным к первой группе, различных веществ, вызывающих понижение ККМ, сопровождается повышением их моющей и солюбилизирующей способности.

Если к ПАВ, отнесенным к третьей группе, прибавлять полярные вещества и низшие гомологи, не образующие мицеллярных растворов, или различные ПАВ, отнесенные к первой группе, то растворимость этих веществ (ПАВ III-группы) увеличивается и процесс мицеллообразования в системе сдвигается в сторону более высоких концентраций. Свойства систем можно изменять, таким образом, до значений, присущих веществам, отнесенным ко второй группе и обладающих высокой моющей и солюбилизирующей способностью.

Выбор цетилтриметиламмония бромида (ЦТАБ) для получения микроэмульсий связан с тем, что в широкой области концентраций молекулы ЦТАБ образуют мицеллы сферической формы, а, кроме того, данный ПАВ является одним из наиболее изученных [34].

Рисунок 9 – Обратная мицелла ЦТАБ в трехкомпонентной системе

ЦТАБ (CTAB) – ЦетилТриметилАммоний Бромид (ЦТАБ) состоит из гидрофобного хвоста (цетила) и положительно заряженного четвертичного аммония, на конце которого находится бром (гидрофильная часть).

R-(CH3)3NBr,

где R – это цетил (C16H33).

Радиус молекул ЦТАБ или мицелл, в составе которых, как целого, осуществляется диффузия молекул ЦТАБ, выразится формулой [34]:

RЦТАБ = RВ DВ / DЦТАБ ,

где RВ – радиус молекул воды, в расчетах принимается равным 1,42 Е; DB – коэффициент диффузии воды; DЦТАБ – коэффициент диффузии ПАВ.

В отсутствие агрегирования эти размеры должны быть порядка размеров молекул ПАВ, и должны характеризовать мицеллы при наличии мицеллообразования.

1.4 Обсуждение выбранного направления и задачи исследований

Анализ информации, приведенной в разделах 1.1 – 1.3, позволяет в системном виде (в рамках обсуждения) сделать следующие заключения:

1) Наиболее перспективным и распространенными являются следующие ПАВ: додецилсульфат натрия (SDS), бис (2-этиленгексил) сульфосукцинат натрия (AOT), цетилтриметилбромид аммония (CTAB);

2) Химические реакции в мицеллярных системах – простой, перспективный, технологичный метод для получения, стабилизации и изучения наночастиц;

3) Применение в качестве ПАВ цетилтриметилбромида аммония обеспечивает получение сферических частиц с размером от 1 до 100 нм.

Анализ литературных и патентных данных в области изучения микроэмульсионного метода получения нанокристаллического оксида цинка указывает на недостаточность исследований в этой области.

Поэтому, в соответствии с целью, сформулированной во введении, и результатами анализа литературы, в дипломной работе последовательно решали следующие задачи:

1) изучали методы синтеза нанокристаллического оксида цинка;

2) определяли области применения люминофоров на основе оксида цинка и требования к этим люминофорам;

3) выбирали наиболее простые и приемлемые с экологической точки зрения методы синтеза;

4) синтезировали образцы люминофоров на основе оксида цинка;

5) проводили комплекс исследований полученных результатов.

2

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ