Влияние додецилсульфата натрия на морфологию наночастиц оксида цинка Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

стата с точностью до 0,25°С. Перед каждым измерением образец выдерживали в течение 20 минут при заданной температуре.

Измерения реологических свойств проводились в образцах двух групп. Образцы жидких кристаллов в первой группе не содержали вазелинового масла. Их составы различались по массовому соотношению водной дисперсии ТЮг и фосфолипидов. Образцы второй группы включали в свой состав вазелиновое масло. Их составы характеризовались одинаковым соотношением (по массе) фосфолипидов и вазелинового масла и различным содержанием водной дисперсии ТЮ2. Зависимости вязкости образцов жидких кристаллов от скорости сдвига при температуре 20 °С представлены для образцов первой группы на рис.2. Для образцов второй группы были получены аналогичные результаты.

Как видно из представленных данных, введение высокодисперсного диоксида титана в жидкие кристаллы в трехкомпонентной системе фосфо-липидный концентрат «Мослецитин» - вазелиновое масло - вода и в двухкомпонентной системе фосфолипидный концентрат «Мослецитин» - вода приводит к понижению вязкости.

В целом было выяснено, что введение высокодисперсного диоксида титана в количестве порядка 0,010-0,015 % (масс.) в жидкие кристаллы в системе фосфолипидный концентрат «Мослецитин» - вазелиновое масло -вода не приводит к разрушению жидкокристаллической структуры и не оказывает влияния на солюбилизационную емкость жидких кристаллов по воде, однако приводит к заметному уменьшению вязкости. Возможно, это связано с адсорбцией фосфолипидов на поверхности частиц ТЮг.

УДК 541.14

Р.Х. Дженлода, М.Ю. Королева

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

ВЛИЯНИЕ ДОДЕЦИЛСУЛЬФАТА НАТРИЯ НА МОРФОЛОГИЮ НАНОЧАСТИЦ ОКСИДА ЦИНКА

In this work we studied the formation of nanoparticles of zinc oxide in the presence of various concentrations of sodium dodecyl sulfate. Investigated morphology received powders of zinc oxide with a scanning electron microscope. It is shown that the presence of surfactant (sodium dodecyl sulphate) in the reaction mixture significantly affects the morphology of the particles of zinc oxide

В работе проведено изучение формирование наночастиц оксида цинка в присутствии додецилсульфата натрия различных концентраций. Исследована микростуктура полученных порошков оксида цинка на сканирующем электронном микроскопе. Показано, что присутствие ПАВ (додецилсульфат натрия) в реакционной смеси существенно влияет на морфологию частиц оксида цинка.

Оксид цинка является прямозонным полупроводником с шириной запрещенной зоны 3,37 эВ и имеет большую энергию связи экситона от 60

мэВ, что делает перспективным материалов для широкого применения в светодиодах, лазерных диодах, оптоэлектронике и многих других областях.

Многочисленные исследования различных наноструктур позволяют сказать, что морфология играет важную роль в определении электронных и оптических свойств полупроводниковых материалов, в том числе и оксида цинка. Различными методами синтеза могут быть получены наноструктуры оксида цинка, такие как, нанопалочки, нанопроволоки, наноленты, сферы и многие другие. В настоящее время для синтеза оксида цинка используют разнообразные методы, включая газофазное осаждение, пиролиз аэрозолей, термическое разложение солей и т.д. Указанные процессы осуществляются при высоких температурах и зачастую не позволяют получать нанодисперс-ные материалы с контролируемым размером частиц. Этих недостатков лишены методы жидкофазного синтеза, позволяющие изменять морфологию и свойства синтезируемых материалов за счет варьирования таких параметров, как температура, продолжительность синтеза, тип и состав растворителя.

В данной работе было проведено изучения влияние додецилсульфата натрия на морфологию частиц оксида цинка.

ТООпт

Рис. 1. Частицы оксида цинка, полученные без добавления додецилсульфата натрия.

Увеличение х 60 ООО (слева) и х 100 ООО(справа).

Для получения оксида цинка к водным растворам гидроксида натрия добавляли растворы ацетата цинка и растворы додецилсульфата натрия различных концентраций. Концентрации додецилсульфата натрия составляли

0,1 М - 0,05 М. В ходе добавления ацетата цинка образующийся маточный раствор интенсивно перемешивали на магнитной мешалке (500 об/мин). Синтез проводили в течении 3 часов при 80° С. После завершения синтеза растворы охлаждались до комнатной температуры. Осадок от раствора отделялся центрифугированием в течение 40 мин при 6000 об/мин. Полученный осадок высушивался и подвергался дальнейшему исследованию. Структурные и морфологические свойства полученных образцов оксида цинка опре-

делялись методами рентгенофазового анализа и растровой электронной микроскопии.

По результатам рентгенофазового анализа оксид цинка, полученный при различных концентрациях додецилсульфата натрия в реакционной смеси, а также оксид цинка, полученный без додецилсульфата натрия, имеют гексагональную структуру с преимущественной ориентацией в направлении (0001).

Рис. 2. Частицы оксида цинка, полученные с додецилсульфатом натрия 0,1 М.

Увеличение х 33 000 (слева) и х 100 000 (справа)

Сканирующая электронная микроскопия для оксида цинка полученного без додецилсульфата натрия показала образование «двояких призм» (рис. 1) среднего размера 200 нм. Предполагается что образование наночастиц, типа «двояких призм» происходит в результате срастания частиц оксида цинка плоскостями (0001) и (0001). Нецентросимметричность оксида цинка является важным фактором, обуславливающим энергетическую выгодность образования двойников еще на стадии формирования первичных зародышей.

В присутствии додецилсульфата натрия образуются структуры оксида цинка, имеющие форму гексагональных призм со средним размером 200 нм. Таким образом, в результате проделанной работы показано, что присутствие в реакционной среде додецилсульфата натрия влияет на структуру синтезированного оксида цинка и показывает актуальность задачи получения различных форм ZnO.

Библиографические ссылки

1. Fanfei В. Size-controlled preparation of monodispersed ZnO nanorods./ Fan-fei B., Ping H, Zhijie J. // Materials Letters, 2005. N 59. P. 1687-1690.

2. Xiao L.Z.Fabrication Hierarchical ZnO Nanostructures via a Surfactant-Directed Procwss./ Xiao L.Z., Ru Q., Ri Q.// Crystal Growth & Design, 2009. V. 9. No 6. P. 2906-2910.