ตัวปรับสภาพพื้นผิวที่เหมาะสมมีบทบาทสำคัญในการเตรียมนาโน ZnO

2020-11-20 00:42:15

การเลือกตัวดัดแปลงพื้นผิวที่เหมาะสมมีบทบาทสำคัญในการเตรียมนาโน ZnO ต้องพิจารณาวัตถุประสงค์ในการใช้งานและข้อกำหนดของวัตถุที่ผ่านการบำบัด ขนาดอนุภาค การกระจายขนาดอนุภาค สัณฐานวิทยาของอนุภาค ขั้วของพื้นผิว และกระบวนการบำบัดก่อนใช้งาน

ในกระบวนการสังเคราะห์ สารลดแรงตึงผิวสามารถทำหน้าที่เป็น "เทมเพลตอ่อน" ของปฏิกิริยาเพื่อช่วยให้คริสตัลเติบโตตามทิศทาง ด้วยการดูดซับสารเคมีและการเลือกพื้นผิวคริสตัลที่เฉพาะเจาะจง รูปร่างของอนุภาคจึงมีความหลากหลายมากขึ้น โดยแสดงสัณฐานวิทยาที่แตกต่างกันหลากหลาย ดอกไม้ เช่น ZnO ถูกเตรียมที่อุณหภูมิ 200 ℃ โดยใช้โพลีเอทิลีนไกลคอล 220000 (peg220000) เป็นสารลดแรงตึงผิวภายใต้สภาวะไฮโดรเทอร์มอล และสามารถเตรียม ZnO แบบเรียงเป็นแนวและรูปแท่งได้โดยการเปลี่ยนสารลดแรงตึงผิวเป็น CTAB (cetyltrimethylammonium bromide) ที่อุณหภูมิที่กำหนด โซเดียมโดเดซิลเบนซีนซัลโฟเนต (SDBS), โซเดียมโดเดซิลซัลเฟต (SDS) และโซเดียมโดเดซิลคาร์บอกซีเลต มักใช้เป็นสารลดแรงตึงผิวเพื่อเตรียมวัสดุนาโน ZnO ที่มีสัณฐานวิทยาที่แตกต่างกัน

ศึกษาผลของ PEG-400, กรดไขมันไม่อิ่มตัว Tween-60 และ PAAS ต่อขนาดและสัณฐานวิทยาพื้นผิวของอนุภาคนาโน ZnO ผลการวิจัยพบว่าผลการขัดขวางแบบ steric ของ PEG ช่วยลดแรงตึงผิวของอนุภาคนาโน ZnO ลดพันธะระหว่างอนุภาค และมีผลดีต่อการลดขนาดอนุภาคของอนุภาคนาโน และป้องกันได้ในระดับหนึ่ง ผลของการรวมตัวสามารถลดขนาดอนุภาคได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม การใช้กรดไขมันไม่อิ่มตัว Tween-60 และ PAAS โซเดียมโพลีอะคริเลตต่ำสามารถครอบครองไมโครรูขุมขนบนพื้นผิวของผง ส่งผลให้พื้นที่ผิวจำเพาะของผงลดลง ส่งผลให้นาโนซิงค์ออกไซด์มีการกระจายตัวที่ดี

โดยการเปรียบเทียบผลกระทบของตัวดัดแปลงพื้นผิวไอออนิก (โซเดียมโดเดซิลซัลเฟต, cetyltrimethylamine bromide) และที่ไม่ใช่ไอออนิก (Tween-80, polyethylene glycol-6000) ต่อขนาดและสัณฐานวิทยาของอนุภาคซิงค์ออกไซด์ แสดงให้เห็นว่าโซเดียมโดเดซิลซัลเฟตมีการกระจายตัวที่ดีของสารตั้งต้น และขนาดอนุภาคของซิงค์ออกไซด์ระดับนาโนเมตรก็มีขนาดเล็กเช่นกัน (ประมาณ 80 นาโนเมตร) polyethylene glycol-6000 สามารถห่อหุ้มด้วยอนุภาคนาโนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผลการวิจัยพบว่าพื้นผิวของอนุภาค ZnO สามารถป้องกันไม่ให้อนุภาคมาบรรจบกันจนเกิดการรวมตัวกันครั้งที่สอง และอนุภาคนาโน ZnO มีขนาดประมาณ 95 นาโนเมตร cetyltrimethylamine bromide เป็นตัวดัดแปลงประจุบวกและมีประจุเดียวกันกับสารตั้งต้นของ nano ZnO เนื่องจากการผลักกันซึ่งกันและกัน สารออกฤทธิ์จึงไม่สามารถพันบนพื้นผิวของอนุภาคสารตั้งต้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งทำให้อนุภาคจับตัวกันง่าย ขนาดของอนุภาคนาโน ZnO อยู่ที่ประมาณ 203 นาโนเมตร

ศึกษาผลกระทบของสารลดแรงตึงผิวที่แตกต่างกันต่อขนาดของอนุภาค ZnO ที่เตรียมโดยการตกตะกอนทางเคมี ผลการวิจัยพบว่า ZnO สังเคราะห์โดยอิมัลซิฟิเคชั่นของสารลดแรงตึงผิวประจุลบมีขนาดอนุภาคเล็ก มีโครงสร้างสม่ำเสมอ กระจายตัวได้ดี และมีความไวต่อก๊าซสูงที่อุณหภูมิต่ำ เหลียว ลี่หลิง และคณะ สารตั้งต้นของซิงค์ออกซาเลตสังเคราะห์โดยวิธีการตกตะกอนโดยตรงโดยใช้ซิงค์ไนเตรตและกรดออกซาลิกเป็นวัตถุดิบ เติมสารลดแรงตึงผิวประเภทต่างๆ จากนั้นจึงสลายตัวด้วยความร้อนเพื่อให้ได้ผงนาโนซิงค์ออกไซด์ การเติมสารลดแรงตึงผิว 2% สามารถลดขนาดอนุภาคของอนุภาคนาโน ZnO ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในหมู่พวกเขาผลกระทบของโพลีเอทิลีนไกลคอล-400 มีความสำคัญ