Лучший ответ по мнению автора |
| |||||||||||||||||
Другие ответы
| |||||||||||
|
|
|
Посмотреть всех экспертов из раздела Учеба и наука > Химия
Похожие вопросы |
CaC2->C2h3->C6H6->C6H6-NO2->C6H6-Nh3
Гидролиз NA3PO4
Mg h3SO4 ->MgSO4 S h3O
В каком году была сформулирована теория — предшественница кислородной теории горения.
Решено
Ch5=>Ch4CL=>Ch4OH=>H-C=O-OHH-C=O-OH И ДАТЬ ИМ НАЗВАНИЯ
Пользуйтесь нашим приложением
Главная Другое |
страница 1 Классификация оксидов Тестирование 12.12.2011 8 класс В Лира28.рф
Смотрите также: Кислотным оксидам относится: оксид цинка 3) оксид серебра (I) оксид бария 4) оксид хлора (VII) к основным 30. 1 стр. Оксиды, их классификация и свойства 44.23kb. 1 стр. Оксидами называются сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых кислород 18.2kb. 1 стр. 8 класс. Тема «Оксиды, состав, номенклатура, получение» (Приложение 1). Прочитайте текст «Оксиды» и сделайте в нём пометки: «V» «знаю»; «?» «хочу узнать» 19.22kb. 1 стр. «Вода важнейший природный оксид. Распространение в природе. Физические свойства. Химические свойства. Применение воды» 62.81kb. 1 стр. Ме Основной оксид Основание 29.29kb. 1 стр. Инструкция цемент mta 74.29kb. 1 стр. 8 г кислорода эквивалентны э г марганца 92. 1 стр. Конспект открытого урока по химии в 8 классе Тема урока: «Кислород, строение, физические свойства, получение» 153.18kb. 1 стр. Оксид ы азот а. Известны следующие оксиды азота: несолеобразующие N 56.26kb. 1 стр. Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Технология основных производств и промышленная экология» 233.58kb. 1 стр. Инструкция №4 техника безопасности при работе с соединениями бария 13.58kb. 1 стр. |
5% полупроводниковые наночастицы оксида цинка, легированные барием, для фотокаталитического разложения линезолида: синтез и характеристика Спектрофотометр Vis для расчета значений константы скорости фотокаталитической деградации фрагмента антибактериального препарата LNZ с использованием различных фотокатализаторов, таких как УФ, УФ/ZONP и УФ/5% (молярное соотношение) BZONP.

Константы скорости фотокаталитической деградации ЛНЗ при различных обработках
Изображение полного размера
Исследовано влияние различного % легирования барием на фотокаталитическую деградацию антибактериального препарата ЛНЗ под действием УФ-облучения. Кинетические данные показывают, что константы скорости выше для 5% (молярное соотношение) BZONP, чем для 1% и 2% (молярное соотношение) BZONP. Это может быть связано с уменьшением размера частиц 5% (молярное соотношение) BZONP, чем 1% и 2% (молярное соотношение) BZONP. Это увеличивает поверхностную реакционную способность полупроводникового материала 5% (молярное соотношение) BZONP по сравнению с 1% и 2% (молярное соотношение) BZONP. В результате этого 5% (молярное соотношение) BZONP увеличивает поверхностный перенос заряда и снижает скорость рекомбинации фотогенерированных электронов и дырок. Это увеличивает фотокаталитическую активность 5% (молярное соотношение) BZONP для фотокаталитической деградации фрагмента антибактериального препарата LNZ под УФ-освещением [29].]. Также наблюдается, что увеличение % легирования свыше 5% в полупроводниковом материале снижает степень минерализации LNZ, присутствующего в водах окружающей среды. Это может быть связано с накоплением бария на поверхности легированного полупроводникового материала и не попаданием внутрь кристаллической решетки. В дальнейшем дальнейшее исследование проводилось с использованием полупроводникового материала 5% (молярное соотношение) БЗОНП.
Характеристика полупроводниковых материалов ZONP и 5% (молярное соотношение) BZONP
Рентгеноструктурные исследования (РД)
Рентгенограмма (рис. 2) полупроводниковых материалов ZONP и 5% (молярное соотношение) BZONP была получена с помощью рентгеновского дифрактометра Siemens (источник Cu) AXS D5005 для выяснить размер частиц и фазовую чистоту. Рентгенограмма ZONP и 5% (молярное соотношение) BZONP показала, что эти полупроводниковые материалы имеют гексагональную структуру вюрцита. Рентгенограммы показывают, что интенсивность пика немного сильнее в ZONP, чем в 5% (молярное отношение) BZONP. Металлический барий больше по размеру, чем цинк. На рентгенограммах видно, что пики 5% (молярное отношение) BZONP немного сдвинуты в сторону меньших углов, чем у ZONP. Такое смещение пиков происходит из-за разницы ионных радиусов Zn 2+ = 0,088 нм и Ba 2+ = 0,135 нм и показывает искажение кристаллической решетки. После анализа картин XDR в ZnO, легированном 5% Ba, наблюдается уширение линий, что указывает на то, что атомы Ba вошли в кристаллическую структуру ZnO и, возможно, занимают междоузельное положение, поскольку их размеры больше, чем у Zn. [30]. Рентгенограмма ZONP и 5% (молярное соотношение) BZONP показывает, что не наблюдается пика примеси, что подтверждает надлежащее легирование и декорирование 5% (молярным соотношением) металлического бария в структуре решетки легированных ZONP.
Рентгенограммы полупроводниковых материалов ZONP и 5% (молярное соотношение) BZONP
Изображение в полный размер уширение основного интенсивного пика вюрцита (101) [31].
$$ \varvec{D} = \varvec{k\lambda}/\varvec{\beta}\,\varvec{cos}\,\varvec{\theta} $$
(1)
После ввода значения различных членов, участвующих в приведенном выше уравнении Шеррера, таких как \( \varvec{k} \). обозначает безразмерный коэффициент формы (0,94), \( \varvec{\beta} \) обозначает полную ширину на полувысоте (WDHM), D обозначает средний диаметр кристалла, λ обозначает длину волны рентгеновского излучения в ангстремах (0,154 × 10 −9 м) и θ — угол дифракции Брэгга; Было обнаружено, что средний размер кристаллитов ZONP и 5% (молярное соотношение) BZONP составляет 35,2 (± 3) нм и 24,5 (± 2) нм соответственно. Эти расчетные значения среднего размера кристаллитов согласуются с литературными данными (от 10 нм до 40 нм). Катион бария притягивает к себе анион кислорода и, следовательно, уменьшает размер кристаллов 5% (молярное отношение) BZONP, чем нелегированные ZONP. Это можно объяснить тем, что по мере уменьшения размера 5% (молярное соотношение) БЗОНП скорость фотокаталитической деградации ЛНЗ увеличивается за счет увеличения площади поверхности 5% (молярного отношения) БЗОНП [11]. 5% (молярное соотношение) BZONP облегчают процесс межфазного переноса электронов на поверхности фотокатализатора, что увеличивает поверхностную реакционную способность [18, 19].].
Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) для фотокатализаторов
JEOL JSM 6360 SEM использовали для изучения морфологии полученных полупроводниковых материалов ZONP и 5% (молярное соотношение) BZONP. Точное расстояние (длина 1 микрометр) и напряжение (20 кВ) были скорректированы для получения увеличенного изображения полупроводниковых материалов ZONP и 5% (молярное отношение) BZONP. СЭМ-изображения, представленные на рис. 3a, b для ZONP и 5% (молярное соотношение) BZONP, показывают, что эти полупроводниковые материалы являются однородными и однородными с плотным агрегатом овальной формы. Анализ изображений SEM показывает небольшое увеличение площади поверхности в 5% (молярное отношение) BZONP. Отсюда степень минерализации ЛНЗ на 5% (молярное соотношение) БЗОНП больше, чем у ЗОНП при УФ-освещении.
a SEM Микрофотографии полупроводникового материала ZONPs. b SEM Микрофотографии полупроводникового материала 5% (молярное соотношение) BZONPs
Изображение в полный размер
Энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия (EDX) для фотокатализаторов
EDX JEOL JED-2300 использовался для количественного элементного анализа полупроводниковых материалов ZONP и 5% (молярное соотношение) BZONP в качестве фотокатализатора. EDX ZONP показывает два пика, тогда как EDX 5% BZONP показывает три пика. Пики при 8,630, 0,252 и 4,464 кэВ в EDX ZONP и 5% BZONP указывают на присутствие цинка, кислорода и бария соответственно. Это доказывает, что в полупроводниковых материалах присутствуют только три элемента (Zn, Ba и O). Дополнительный пик в EDX ZONP и 5% BZONP не наблюдается, что подтверждает отсутствие примесей в полупроводниковых материалах. Расчетные атомные проценты элементов цинка, кислорода и бария по данным EDX составляют 41,6, 57,1 и 1,33% соответственно. Массовые % для элементов цинка, кислорода и бария, полученные по данным EDX, составляют 71,26, 23,9.5 и 4,78 соответственно. Этот количественный анализ подтверждает, что 4,78% бария присутствует в кристаллической решетке 5% (молярное соотношение) BZONP, который является эффективным фотокатализатором для фотокаталитического разложения LNZ.
Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ) для фотокатализаторов
Размер частиц и морфология полупроводниковых материалов ZONP и 5% (молярное соотношение) BZONP были проанализированы с помощью TEM JEOL JEM-2010, который показывает 5% (молярное соотношение) BZONP полупроводниковых материалов. материалы агломерированы с неравномерно распределенными кристаллическими структурами бочкообразной формы (рис. 4а, б). На ПЭМ-микрофотографиях 5% (молярное соотношение) БЗОНП наблюдается дисперсия мелких черных пятен, что подтверждает присутствие атомов бария в кристаллической решетке ZONP размером примерно 15–20 нм и 25–30 нм по ширине и длине соответственно. Эти размеры кристаллов полупроводниковых материалов, полученных с помощью ПЭМ, оказались ближе к размерам, полученным с помощью XRD.
a ПЭМ-микрофотографии полупроводниковых материалов ZONP. б ПЭМ-микрофотографии полупроводникового материала 5% (мольное соотношение) БЗОНП
Изображение полного размера
Влияние загрузки полупроводниковых материалов на скорость реакции
Скорость минерализации ЛНЗ исследовали путем добавления различных количеств полупроводникового материала 5 % (молярное соотношение) BZONP в диапазоне от 0,05 до 0,250 г дм -3 в реакционную смесь, выдерживаемую в фотореакторе при фиксированном [LNZ] и pH = 8. Кинетические данные показывают, что скорость минерализации LNZ увеличивается на загрузка полупроводникового материала 5% (мольная доля) БЗОНП в пределах от 0,05 до 0,1 г дм -3 в реакционную смесь, что может быть связано с увеличением площади поверхности полупроводникового материала 5% (молярное соотношение) BZONP и, следовательно, увеличивает количество активных центров на полупроводниковом материале 5% (молярное соотношение) BZONP. Это генерирует большее количество гидроксильных радикалов, что увеличивает скорость минерализации LNZ. Но за пределами этого предельного значения в 0,1 г дм −3 полупроводникового материала 5% (молярное соотношение) БЗОНП скорость минерализации ЛНЗ снижается из-за увеличения мутности суспензии ЛНЗ, которая препятствует проникновению УФ-излучения на поверхность полупроводниковый материал [28]. Графики константы скорости (мин −1 ) в зависимости от загрузки полупроводниковых материалов ZONP и 5% (молярное соотношение) BZONP представлены на рис. 5 и перечислены в таблице 1.
Влияние загрузки различных количеств 5% (молярное соотношение) БЗОНП при [LNZ] = 3 × 10 −5 моль дм −3 и pH = 8
Изображение полного размера
Таблица 1 Влияние загрузки различных количеств полупроводникового материала и 5 ZONP % (молярное отношение) BZONPs при [LNZ] = 3 × 10 −5 моль дм −3 и pH = 8Полная таблица
Влияние концентрации субстрата на скорость реакции
Скорость минерализации субстрата антибактериального препарата LNZ фрагмента исследовали путем изменения [LNZ] от 5,0 × 10 -6 до 5,0 × 10 −5 моль дм -3 при фиксированном количестве Znops = 0,1 г дм -3 , 5% (соотношение молей) Bzonps = 0,1 г −3 и и и и рН = 8. Оптическую плотность реакционной смеси, помещенной в УФ-камеру, регистрировали с помощью спектрофотометра при различных концентрациях ЛНЗ. Экспериментальные данные показывают, что скорость минерализации фрагмента антибактериального препарата ЛНЗ вначале увеличивается до [ЛНЗ] = 3,0 × 10 −5 моль дм −3 (рис. 6, табл. 2). Это увеличение констант скорости может быть связано с возбуждением большего числа молекул ЛНЗ-лекарства, которые затем адсорбируются на активных центрах поверхностей полупроводниковых материалов. Также очень интересно отметить, что после предельного значения [LNZ] = 3,00 × 10 -5 моль дм -3 органический субстрат LNZ сам действует как фильтр для УФ-излучения. В результате фотоны не могут достичь поверхности полупроводникового материала и, следовательно, скорость минерализации ЛНЗ снижается [32, 33].
Влияние изменения [ЛНЗ] от 5 × 10 −6 до 5 × 10 −5 моль дм −3 на скорость фотодеградации ЛНЗ под действием УФ, УФ/ЗОНП и УФ/5% (молярное соотношение) БЗОНП при [ЗОНП] = 0,1 г дм −3 , [5% БЗОНП] = 0,1 г дм −3 и рН = 8
Полноразмерное изображение
9010 Влияние изменения [LNZ] от 5 × 10 −6 до 5 × 10 −5 моль дм −3 на скорость фотодеградации LNZ под действием УФ, УФ/ЗОНП и УФ/5% (молярное отношение ) БЗОНП при [ЗОНП] = 0,1 г дм −3 , [5% BZONPs] = 0,1 г дм −3 и pH = 8Полная таблица
Влияние различных значений pH на минерализацию LNZ
адсорбционная способность полупроводникового адсорбента в водной среде. Это связано с изменением поверхностных свойств полупроводникового адсорбента. Влияние изменения рН в диапазоне 4,0–8,0 тщательно исследовали при УФ-освещении, поддерживая фиксированными другие условия реакции, и регистрировали поглощение с помощью УФ-видимого спектрофотометра. Сюжет к obs (min −1 ) в зависимости от рН представлено на рис. 7. Экспериментальные данные, полученные с помощью спектрофотометра, показывают, что скорость минерализации ЛНЗ ниже при кислом рН (4,0–6,0) и выше при щелочном рН. (8.0) реакционной смеси при УФ-освещении. Причина увеличения скорости минерализации фрагмента LNZ может быть связана с увеличением большего количества ионов OH − при щелочном pH = 8,0, которые ответственны за образование большего количества реакционноспособных гидроксильных радикалов путем соединения с дырками. . Это означает, что 5% (молярное соотношение) BZONPs подтверждает более высокую степень минерализации фрагмента LNZ при УФ-освещении при несколько более высоком щелочном pH реакционной смеси, меньшем размере частиц и большей кристалличности полупроводникового материала.
Влияние изменения рН на скорость минерализации ЛНЗ при использовании 5% (молярное соотношение) БЗОНП при фиксированном [5% БЗОНП] = 0,1 г дм −3 и [ЛНЗ] = 3,0 × 10 9001 −5 моль дм −3
Изображение полного размера
Влияние интенсивности света на скорость минерализации ЛНЗ
Для исследования влияния варьировали расстояние УФ-лампы от реакционной смеси, помещенной в фотореактор интенсивности света на скорость минерализации ЛНЗ с использованием полупроводниковых материалов. Кинетические данные показывают, что скорость минерализации LNZ увеличивается с увеличением интенсивности света. Причина этого увеличения скорости реакции может быть связана с увеличением количества фотонов, попадающих на единицу площади полупроводникового материала 5% (молярное соотношение) BZONP. Это увеличивает количество фотогенерируемых электронно-дырочных пар. Количество дырок приводит к деградации фрагмента ЛНЗ, адсорбированного на поверхности полупроводникового материала 5% (молярное соотношение) БЗОНП, до простых веществ [34]. Следовательно, скорость минерализации ЛНЗ с использованием 5% (молярное соотношение) БЗОНП увеличивается с увеличением интенсивности света внутри УФ-фотореактора при фиксированном рН реакционной смеси (рис. 8).
Влияние изменения интенсивности света УФ-лампы на скорость минерализации ЛНЗ при использовании 5% (молярное соотношение) БЗОНП при фиксированном [5%БЗОНП] = 0,1 г дм −3 и [ЛНЗ] = 3.0 × 10 −5 моль дм −3
Механизм фотогенерации электронно-дырочной пары йодид как гаситель h
+ и · OH смешивали с субстратом LNZ для проверки механизма и фотокаталитической активности полупроводникового материала 5% (молярное соотношение) BZONPs. Экспериментальные данные показывают, что h + являются реактивными частицами в предлагаемом механизме минерализации LNZ с использованием 5% (молярное соотношение) BZONP. Следовательно, предполагается, что после адсорбции фрагмента LNZ на полупроводниковом материале 5% (молярное соотношение) BZONP в темноте происходит минерализация фрагмента LNZ под действием УФ-излучения посредством прямых реакций фрагмента LNZ с h + , который захвачен полупроводниковым материалом.
Анализ и идентификацию продуктов фоторазложения фрагмента LNZ под воздействием УФ-излучения проводили с помощью HR-MS с использованием положительного режима ионизации электрораспылением (ESI + ). Масс-спектры, полученные с помощью HR-MS для чистого фрагмента антибактериального лекарственного средства LNZ без УФ-излучения, и продукты разложения LNZ под действием УФ-освещения показаны на рис. 9. Продукты фоторазложения LNZ под действием УФ-облучения перечислены в таблице 3 в диапазоне 100 -800 м/з. Структуры продуктов фоторазложения LNZ при УФ-освещении показаны на рис. 10. Механизм фотогенерируемой электронно-дырочной пары предложен на рис. 11 для минерализации фрагмента LNZ с использованием 5 (молярное соотношение) % BZONP при УФ-освещении. в соответствии с экспериментальными результатами и данными HR-MS.
Рис. 9Спектры HR-MS ( a ) Чистого антибактериального препарата фрагмента LNZ ( b ) Фоторазложенные продукты LNZ под УФ-освещением с пиками молекулярных ионов при m/z
Полноразмерное изображение
Таблица 3 Продукты разложения ЛНЗ при УФ-освещении методом ВР-МС анализаПолноразмерная таблица
Рис.
Механизм фотокаталитического разложения ЛНЗ с 5% (молярное соотношение) БЗОНП
Изображение полного размера
Генерация электронно-дырочных пар на поверхности полупроводникового материала 5% (молярное соотношение) БЗОНП под действием УФ-облучения подходящей длины волны [35] . Большинство этих фотогенерированных электронно-дырочных пар подвергаются расточительной рекомбинации, в то время как оставшиеся фотогенерированные электронно-дырочные пары участвуют в окислительно-восстановительных реакциях, разлагая адсорбированный антибактериальный компонент LNZ на поверхности полупроводникового материала 5% (молярное соотношение) BZONPs под воздействием УФ-излучения освещение. Эта фотодеградация с использованием полупроводникового материала происходит из-за более высоких значений окислительно-восстановительных потенциалов фотогенерированных экситонов [12]. 9{.} {\text{OH}} \to {\text{Degraded}}\;{\text{products}} $$
Взаимодействие 5% (молярное отношение) BZONPs с молекулами O 2 приводит к супер оксид-анион-радикалы ( · O 2 − ) в зоне проводимости полупроводникового материала при УФ-освещении. Причина образования · O 2 − может быть связана с переносом захваченного e − с поверхности полупроводникового материала на атом кислорода [36]. Анион-радикалы супероксида ( 9{.} {\text{OH}} + {\text{LNZ}} \to {\text{Фотодеградированные}}\;{\text{продукция}} $$
(10)
Таким образом, ЛНЗ часть может быть фоторазложена в безвредные простые вещества с использованием полупроводникового материала 5% (молярное соотношение) BZONP. Образование высокореактивных частиц · OH в предлагаемом механизме возможно только за счет растворенных молекул кислорода и воды. Это инициирует минерализацию адсорбированного фрагмента LNZ на поверхности полупроводникового материала 5% (молярное соотношение) BZONP.
Получение нанооксидов цинка и бария [Ba (о-фен)4] [Zn (ЭДТА)], [Zn(о-фен)4]2 [Ba(SCN)6] и синтез ZrO2 Nanoparticlesby Chemical Method : Oriental Journal of Chemistry
Volume 34, Number 3
Mohammad Hakimi 1 , Hamideh Saravani 2 and Abdoulhamid Arbabi 1
1 Department of Chemistry, Payame Noor University, 19395-4697 Тегеран, И. Р. Иран.
2 Факультет химии, Университет Систана и Белуджистана, P.O. Вставка 98135-674, Университетская улица, Захедан, И.Р. Иран.
Автор, ответственный за переписку Электронная почта: [email protected]
DOI: http://dx.doi.org/10.13005/ojc/340351
История публикации статьи
Статья получена : 22 февраля 2018 г.
Статья принята : 28 марта 2018 г.
Статья опубликована : 31 мая 2018 г.
АННОТАЦИЯ:
Для получения нанооксидов цинка и бария, во-первых, двухкомпонентных комплексов [Ba (о-фен) 4 ] [Zn (ЭДТА)], [Zn( o -phen) 4 ] 2 [Ba(SCN) 6 ], затем их нагревали в течение одного часа при 700 и 800 °C внутри электропечи. Комплексы охарактеризованы методами элементного анализа, ИК-Фурье. Для синтеза нанометрического ZrO 2 был использован химический метод, который оказался наиболее экономичным. Минимальная температура для проведения щелочной плавки с использованием катализаторов NaOH и KOH – с соотношением двойного веса силиката циркония в качестве оптимального флюса – определена равной 850°C. В оптимальных условиях порошки диоксида циркония были синтезированы в 900°C в течение двух часов. С помощью рентгеновской дифракции (XRD) и сканирующей электронной микроскопии (SEM) было подтверждено нанометрическое состояние частиц оксида циркония, бария и оксида цинка.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
Нанооксиды бария и цинк; [Ba (о-фен) 4] [Zn (ЭДТА)]; [Zn(о-фен)4]2 [Ba(SCN)6]; порошки циркония; РФА; СЭМ
Загрузите эту статью как:
Скопируйте следующее, чтобы процитировать эту статью: Хакими М., Саравани Х., Арбаби А. Получение нанооксидов цинка и бария [Ba (o-phen)4] [Zn (ЭДТА)], [Zn(о-фен)4]2 [Ba(SCN)6] и синтез наночастиц ZrO2 химическим методом. |
Скопируйте следующее, чтобы процитировать этот URL-адрес: Хакими М., Саравани Х., Арбаби А. Получение нанооксидов цинка и бария из [Ba (о-фен)4] [Zn (ЭДТА)], [Zn(o-phen)4]2 [Ba(SCN)6] и синтез наночастиц ZrO2 химическим методом. Orient J Chem 2018;34(3). Доступно по адресу: http://www.orientjchem.org/?p=46308 . |
Введение
За последние годы в области нанотехнологий были достигнуты значительные успехи. Путем изменения состава и структуры наноразмерных материалов был разработан крупный путь для производства новых наноматериалов с особыми свойствами. 1 Нанометрические порошки в настоящее время изучаются, так как их свойства и применение являются одними из самых последних исследований в мире. 2 Синтез нанокерамических порошков является одним из важнейших направлений технологии производства материалов. Нанотехнологии привели к появлению новых достижений медицинской науки и техники. Химики, инженеры и врачи используют эту науку на молекулярном уровне для достижения важных успехов в химии, биологических науках, здравоохранении и лечении. 3 Применение нанотехнологий осуществляется в различных областях, включая электронную промышленность, создание микросхем очень малых размеров, 4,5 интеграция нано- и микромеханических инструментов для управления системами защиты, 6 проектирование и производство легких, высокопрочных и долговечных материалов для самолетов, ракет и космических станций, 6,7 разработка зеленых технологий очистки воды и водных ресурсов от мелких загрязнений, улучшение биосовместимых насаждений и процесс открытие лекарства, 8 производство неорганических и неорганических синтетических наноматериалов для создания диагностической функции внутри клеток, 9 повышение эффективности химических реакций и сокращение отходов.
10,11 Наночастицы ZnO, оксид циркония и оксид бария являются широко используемыми минералами. Из-за своих физических и химических свойств, таких как высокая химическая стабильность, низкая диэлектрическая проницаемость и высокая каталитическая активность, они представляют большой интерес для мастеров, а благодаря световым, электронным, полупроводниковым свойствам в наномасштабе и сильной люминесценции они также используются в солнечной энергетике. элементы, диоды и датчики. Наиболее важные особенности ZrO 2 наночастицы устойчивы к хрупкости благодаря однородности размеров частиц, а диоксид циркония является электрическим и тепловым изолятором. Поскольку коэффициент теплового расширения этого материала аналогичен стали, его можно использовать вместо стали. Однако, в отличие от стали, он устойчив к коррозии. Однородные наночастицы диоксида циркония поддерживают постоянный коэффициент теплового расширения и позволяют производить керамические изделия при низких температурах, что экономит потребление энергии.
Оксиды циркония, наночастицы цинка и бария обладают большей эффективностью, чем их обычные оксиды, благодаря их очень маленьким частицам и высокому уровню активности. Существует несколько методов синтеза этих нанооксидов, но методы, использованные в этом проекте, экономически более выгодны.
Экспериментальный участок
Используемые приборы и приспособления
Электропечь производства компании Exiton с большим отсеком, глиноземный завод, вакуумный насос, гидромассажная ванна, рентгеновский дифрактометр X (XRD) Philips PW 3710 control модель, сканирующая электронная микроскопия с рентгеновской спектроскопией (SEM/EDS) Model LEO440i, спектроскопическая просвечивающая электронная микроскопия с рентгеновским излучением (TEM/EDS) Philips 420, элементный анализ (CHN) выполняли на элементном анализаторе Thermo Finnigan Flash 1112EA. Спектры FT-IR регистрировали на спектрофотометре FT-IR JASCO 460 с использованием
Использованные химикаты
Силикат циркония, соляная кислота, аммиак, этанол, гидроксид натрия, гидроксид калия. 1,10 –Phenantrolin, Ammonium oxalate monohydrate, ZnCl 2 , Ethylenediaminetetra- acetic acid, and ammonioum tioacetamid, Ba(NO 3 ) 2 , Zn(NO 3 ) 2 .6H 2 О, бидистиллированная вода .
Синтез ZrO 2
Через час завод, содержащий ZrSiO 4 , был извлечен из печи и погружен в воду в стальном контейнере в расплавленном виде. Его постепенно смешивали с соляной кислотой 8М. Через 3 часа кислота повлияла на содержание гидратированного циркония при комнатной температуре и образовала ZrOCl 2 . Нерастворимый SiO 2 выделяли из раствора фильтрованием. Для очистки используют раствор ZrOCl 2 . 4 мл концентрированной 12-молярной HCl растворяли в 70 мл дистиллированной воды и постепенно добавляли к раствору. Раствор нагревают до теплой кастрюли 70 ° С. Содержимое стакана очищали, раствор субстрата нагревали до объема 40 мл. Раствор помещали при комнатной температуре до охлаждения. Путем дозирования раствора кристаллы сначала разделяли смесью воды и этанола 1:1, затем уравновешивали водой и соляной кислотой, а после промывки содержимое сушили. К кристаллической среде добавляли порцию 3-молярного раствора аммиака. Хлориды образуют хлорид аммония, и таким образом устраняются проникновения хлора. Лучший метод удаления SiO 2 примеси заключается в проведении операций сушки с помощью синей бани, вызывающей появление нерастворимого кремнезема внутри стакана. Если фильтрацию провести дважды, раствор будет полностью свободен от SiO 2 . Для ускорения операции использовался вакуумный насос. Для термообработки оставшегося порошка часть подготовленного образца заливали в глиноземный цех и передавали в электропечь. Поскольку диоксид циркония предполагается использовать для определения оптимальной температуры и времени синтеза, эксперименты проводили при 800, 850, 900, 950, 1100,1000 0 С продолжительностью один, два и три часа.
Получение нанооксидов цинка и бария
Для получения нанооксидов цинка и бария сначала двухкомпонентные комплексы образца 2 ([Ba (о-фен) 4 ] [Zn ( ЭДТА)]), образец 3( [Zn( o -phen) 4 ] 2 [Ba(SCN) 6 ]) затем нагревали в течение одного часа при температурах 700 и 800°C внутри электрической печи для образования нанооксидов цинка и бария. Для получения этих комплексов катионные и анионные секции были синтезированы отдельно с использованием стехиометрического соотношения. Кроме того, катионная и анионная части были синтезированы аналогично ссылке [12-16]. Рентгеновская спектроскопия (рис. 1) показывает наблюдаемые частицы нанооксидов цинка и бария. СЭМ-изображения (рис. 6 и 7) были получены для образцов [Ba(9после печи Диаметры частиц этих образцов были определены после нагревания с помощью анализатора наночастиц, как показано на рис. 8 и 9. Из этих диаграмм и изображений СЭМ подтверждается нанопорошок образцов.
Синтез [Zn( или -фен) 4 ] 2 [Ba(SCN) 6 ]
2 ммоль Zn(NO 3 ) 2 .6H 2 О соль растворяли в 25 мл бидистиллированной воды и 8 ммоль 1,10-фенантролина растворяли в 25 мл этанола, отдельно и перемешивали магнитной мешалкой в течение 12 часов при комнатной температуре. Также был синтезирован анионный участок. Сначала 1 ммоль Ba(NO 3 ) 2 и 6 ммоль NH 4 SCN растворяли по отдельности в 20 мл бидистиллированной воды. Этот раствор перемешивали в течение 12 часов. Чтобы получить окончательный раствор, анионную секцию снова медленно добавляли к катионной секции и получали молочный раствор. Этот раствор выдерживали при лабораторной температуре до медленного испарения воды. Через неделю получали белое твердое вещество. Элементный анализ рассчитан для C 102 H 64 BaN 22 S 6 Zn 2 : С, 59,53; Н, 3,11; Н 14,98; %. Найдено: С 58,92; Н, 3,22; Н, 13,89%. Этот комплекс был исследован методом FT-IR. Спектры ИК-Фурье для этого комплекса регистрировали при комнатной температуре путем диспергирования небольшого количества твердых веществ в таблетках KBr (рис. 1). Широкий пик относится к колебаниям растяжения NH в диапазоне 3406 см – . Для о- фен значимые пики находятся в диапазоне 1400-1620 см -1 . Острые пики, появляющиеся при 729, 845 и 1422 см -1 , могут быть отнесены к C=C, C=N кольца ру [17]. Частота растяжения при 3050 см -1 связана со связью С-Н в ароматическом кольце. Также пик Zn-N наблюдается в нижней области 500 см -1 .
Синтез [Ba( o -phen) 4 ] [Zn(EDTA)]
К водному раствору 9 1 ZnCl 2 O (20 мл)0168 . 2H 2 O (273 мг, 2 ммоль), добавляли раствор соли ЭДТА (744 мг, 2 ммоль) в воде (20 мл) и смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 13 часов. Также был синтезирован анионный участок. Сначала 2 ммоль BaCl 2 .2H 2 O растворяли в 30 мл бидистиллированной воды и 8 ммоль 1,10-фенантролина отдельно растворяли в 20 мл этанола. Этот раствор перемешивали в течение 13 часов. Окончательный раствор был получен путем медленного добавления анионной секции к катионной секции снова. Конечный раствор фильтровали и оставляли для медленного выпаривания на воздухе. Элементный анализ рассчитан для C 57 H 42 BaN 10 O 8 Zn: С, 57,16; Н, 3,53; Н 11,69; %. Найдено: С 56,22; Н, 3,37; Н, 11,16%. Этот комплекс был исследован методом FT-IR. Пики, наблюдаемые в диапазоне от 500 до 1500 см -1 , относятся как к лигандам EDTA, так и к лигандам o -phen (рис. 2). Широкий пик в 3446 см -1 принадлежит O-H. Острые пики, появляющиеся в диапазоне 1612 см -1 и 1404 см -1 , относятся к как (COO –) и s (COO –) лиганда ЭДТА соответственно.
18-21 Растягивающие колебания связи C-H в ароматическом кольце наблюдаются около 3050 см -1 , а растягивающие колебания связи C=N и C=C — от 1400 до 1612 см -1 соответственно. Их нельзя увидеть по отдельности из-за перекрытия с соседним пиком.
Результаты и обсуждение
Основной целью большинства наноразмерных исследований является формирование новых соединений путем изменения существующих материалов, которые имеют однородную форму порошка и малый размер частиц, что повышает их качество. Производство более легких и прочных материалов снизит затраты. В этом исследовании доступ к техническим знаниям для производства этих порошков и ответ на научные вопросы в этой связи важны для наших целей. Последние достижения в нанонауке в сочетании с новыми методами изучения, изготовления и улучшения структуры наночастиц в основном связаны с достижениями в области нанохимии. Поскольку методология, используемая в этом проекте, до сих пор была представлена в научных источниках, эти исследования важны и о них сообщается впервые. Поэтому в экспериментах изучали влияние температуры и условий реакции на синтез оксидов циркония, цинка и бария для определения оптимальных условий синтеза этих порошков. Оксид цинка — вещество с одним из самых уникальных свойств. Это вещество приобрело первостепенное значение в прошлом веке из-за его использования в устройствах накопления энергии. Синтезируя наночастицы оксида цинка, можно улучшить свойства этого материала и, таким образом, расширить его применение. Одним из особых свойств наночастиц на оксиде цинка является его высокая каталитическая активность, высокая химическая стабильность, поглощение ультрафиолета, низкая диэлектрическая проницаемость и, самое главное, антимикробные свойства. Наночастицы оксида цинка являются одними из наиболее широко используемых наночастиц в промышленности и медицине, которые изо дня в день добавляются к своему применению, поэтому их важность настолько высока, что многие исследователи пытаются разработать новые методы синтеза этих наночастиц. Наночастицы оксида цинка являются одними из наиболее широко используемых наночастиц благодаря своим физическим и химическим свойствам, что привлекло внимание многих исследователей.
В целом наночастицы стабильны благодаря высокому отношению поверхности к объему и поверхностному взаимодействию и представляют большой интерес.
Исследование отношения циркония к гидроксиду
Для превращения ZrSiO 4 в ZrO 2 необходимо расплавить исходный материал с температурой плавления 1850°С, что неэкономично, но реакция силиката циркония с едким натром и калием снижает температуру плавления. Различные соотношения гидроксида натрия и гидроксида калия использовались при 900 ° C, и было определено, что наиболее подходящее плавящееся соединение щелочи с использованием соды и калийной добавки составляет соотношение 2: 1 к массе циркона. Во-первых, цель плавки должна быть мелкозернистой с цирконом, чтобы их размеры уменьшились и хорошо перемешались. Благодаря использованию микрогранулированных количеств эффект от применения ZrSiO 4 для уменьшения количества плавления щелочи.
Определение температуры плавления
После определения соответствующего состава для выбора оптимальной температуры плавления щелочи были проведены опыты при 700, 800, 850, 900, 950, 1000, 1100 , 1200°С и 2 часа соответственно. Результаты этого эксперимента показывают, что самая низкая необходимая температура для плавления щелочи составляет 850°С. При более высокой температуре плавление происходит лучше и быстрее. Однако плавка при высокой температуре неэкономична.
Определение времени плавления
Для определения наилучшего срока годности при оптимальной температуре плавления щелочи установка вместе с ее содержимым внутри печи размещалась с разным интервалом 60, 70, 80, 90, 100 и 120 минут. Было определено, что наилучшее время жизни для плавления циркония составляет 90 минут. Также необходимо, чтобы тигель был установлен внутри печи в первый раз, потому что, если печь достигнет точки плавления материала, а растение и его содержимое затем поместят внутрь печи, термический удар сломает тигель.
Исследование влияния температуры прокаливания и срока службы
Температура и срок хранения порошка могут влиять на размер частиц. Результаты этого исследования представлены в таблице (1).
Таблица 1: Влияние времени и долговечности на размер частиц ZrO
Наиболее мелкие частицы были синтезированы при температуре 900°С и времени стойкости 2 часа. Если температура и срок годности меньше указанного, чистый порошок ZrO 2 не получается, а если температура прокаливания и срок годности меньше заданного значения, то синтезируются частицы. Следовательно, температура и продолжительность срока годности будут установлены на указанное выше количество. На рис. 3 образец рентгенограммы порошков циркония при варке 900°С и сроке годности 2 часа сравнивают с рентгенограммой порошковых рентгеновских синтезов при 1100°С и сроке хранения 3 часа. На обеих картинах только пики ZrO 2 соответствуют патронам ПДФ02-0733 и ПДФ36-0420, но имеющиеся пики на диффузионной картине синтезированного образца при оптимальных температурных условиях прокаливания явно шире, чем пики рентгенограммы. синтезированного порошка при 1100°С и сроке хранения часов. Это указывает на более мелкий размер зерна в этих условиях. Чтобы убедиться в составе и размерах синтезированных зерен, они были взяты из микроскопических изображений, которые оптимально оптимизированы в СЭМ-изображении порошка оксида циркония. Пример рентгеновской спектроскопии наблюдаемых частиц также показан на рис. 5. Из этих изображений можно сделать вывод, что размер частиц нанометровый, а их состав – чистый оксид циркония.
Рисунок 3: Рентгенограмма порошков циркония, синтезированных (а) при варке при 900°С и выдержке 2 часа (б) при 1100°С и 3 часах Щелкните здесь для просмотра рисунка |
Рисунок 4: СЭМ-изображение порошка Zro 2 , синтезированного при температуре варки 900°C и стойкости 2 часа Щелкните здесь для просмотра рисунка |
Применение нанометрического ZRO 2
Alumina-zirconium dioxide dioxide dioxide dioxide dioxide dioxide dioxide dioxide a a airmasion a a aressision a a aressision a a a rescistina in a aremasis a a rescistina shareside rescides композитная керамика используется в качестве наконечников режущих инструментов. Абразивные пластины из оксида алюминия и циркония обладают более высокими характеристиками, чем чистый алюминий. Для резки промышленных материалов, особенно магнитных лент, пластиковых материалов и сигаретных фильтров, ZrO 2 лезвия используются. Химические насосы, шламовые насосы и прокладки изготовлены из циркониевой керамики. Насос, изготовленный из TZP, теперь доступен в продаже. В настоящее время диоксид циркония исследуется как биологически активный материал вместо изношенных суставов. Высокая температура плавления и превосходные химические свойства циркония определяют его использование в качестве антифриза. По этой причине используются сопла и пробки для расплава, а также шиберная задвижка, важный компонент оборудования для литья. Лучшим материалом для установки в огнеупорные кирпичи для высоких температур являются пористые изоляционные кирпичи со стабилизированным цирконием, используемые в элементах печи. Циркониевые блоки можно использовать в качестве неэкранированных блоков из стабилизированного диоксида циркония. В качестве теплового и химического щита в активной зоне ядерного реактора используется специальное применение этого материала.
В качестве протектора теплоизоляции они могут повысить производительность двигателя и самолета. В 1965 была зарегистрирована возможность промышленного изготовления кислородных датчиков. Сегодня использование основы из диоксида циркония на основе кислорода обычно используется в таких приложениях, как контроль горения, контроль атмосферы в термических печах и в качестве предупреждения о количестве кислорода в расплавленных металлах. Широко используемые циркониевые МГД-электроды были успешно произведены с дополнительными материалами CeO 2 и Ta 2 O 5 . Высококачественный цирконий используется более 9 лет.9,77% для электронных приложений. Одним из наиболее важных применений пьезоэлектрической керамики является электромеханическая мембрана аудиосистемы, которая широко используется для полировки стекла, а также для очистки воздуха в воздуховоде. Диоксид циркония играет роль в прорастании стекла и керамики. Красители на основе ZrO 2 широко используются в производстве плитки, столовой посуды и санитарно-технических изделий.
Заключение
Выполнены текущие исследования с целью синтеза ZrO 2 , порошок BaO и ZnO экономически обоснованным способом . Нанопорошки оксида циркония и бария-цинка были исследованы с помощью XRD, SEM. Учитывая эти диаграммы и изображения SEM, образцы нанопорошка подтверждаются. При синтезе ZrO 2 , было определено, что наиболее подходящим соединением, плавящимся в щелочной среде, с использованием NaOH и КОН является отношение массы циркона 2 к 1. В оптимальных условиях мельчайшие частицы при температуре прокаливания 900 ° С и время стойкости два часа синтезировали в печи.
Благодарность
Мы благодарны Университету Паяме Нур и Университету Систан и Белуджистан за сотрудничество в этой работе.
Ссылки
- Чой С.Дж.; Донг XL; Ким Б.К. Серипта метр. 2001, 44, 2225-2229.
Перекрёстная ссылка - Луан В.; Гао Л.; Го Дж. Наностракт.
Матер. 1998, 10, 1119-1125.
Перекрёстная ссылка - Сергеев Г.Б., Нанохимия. Эльзевир. 2006,5, 175-200.
Перекрёстная ссылка - Го С.; Ван Э. Наноматериалы из благородных металлов. Нано сегодня. 2009, 933, 547-555
- Ся Ю.; Сюн Ю.; Б Лим.; Skrablak ESAngewandate chemie International Edition. 2009, 48(1), 60-103.
- Александр Сергеевич; Хеллеманс Л.; Марти О.; Шнир Дж.; Элингс В.; Хансма П.К.; Лонгмиро М.; Герли Дж. Журнал прикладной физики, 1989, 65(1), 164–167.
Перекрёстная ссылка - Саламанка-Буэнтелло Ф.; Персад Д.Л.; Корт Э.Б.; Мартин Д.К.; Даар А.С.; Певица П.А. нанотехнологии и развивающееся слово. Плос Медицина.2005, 2(5), 383-386
- Служба Р.Ф. Нанохимия, наночастицы, троянские кони скачут из лаборатории в клинику. Наука. 2010, 330(6002), 314-315.
Перекрёстная ссылка - Хун Х.К.; Бару С.; Шарма Г.; Дей С.К.; Рег К. Журнал контролируемого выпуска. 2011, 155, 344-357.
Перекрёстная ссылка - Висс Дж.
; Тахистов П.; Маклемит Д.Дж. Журнал пищевых наук. 2006, 71, 107-116.
Перекрёстная ссылка - Салавати Ниясари М.; Фереште З. Нанохимия. Эльмо-данеш. Тегеран, 2008, 25-40.
- Мао Л.; Ван Ю., Ци Ю.; Цао М.; Ху С. Журнал молекулярной структуры. 2004, 688, 197–201.
Перекрёстная ссылка - Учар I, Карабулут Б.; Булут А.; Buyukgungr O Журнал молекулярной структуры. 2017, 834–836 , 336–344
- Вуд Д.Л.; Рабинович Е.М. Журнал некристаллических твердых тел. 1989, 107, 199–211.
Перекрёстная ссылка - Ямаме М.; Кляйн Л.К. Публикации Нойес, Нью-Джерси. 1989, с. 200.
- Кордоба Г.; Арройо Р.; Фиерро Дж.Л.Г. Viniegra MJ Journal of Solid State Chemistry. 1996, 123, 93–99.
Перекрёстная ссылка - Варгова З.; Зелеоак В.; Цисаова И.; Гырёва К. Thermochimica Acta.2004, 423.
- Накамото К. 5 -е -е изд. Часть Б. Дж. Вили: Нью-Йорк, 1997. .
- Гаргалло-Эстебан М. Ф.; Вилаплана-Серрано Р.; Гонсалес-Вилчес Ф.