สารลดแรงตึงผิวจะถูกดูดซับบนพื้นผิวของผงตั้งต้น

2020-11-26 17:33:48

แรงตึงผิวและพลังงานพื้นผิวสามารถลดลงได้โดยการเติมสารลดแรงตึงผิวให้กับสารตั้งต้นของวัสดุนาโน เพื่อลดระดับการรวมตัวของอนุภาคของแข็งหรือของเหลวในระบบการกระจายตัว ทำให้ระบบการกระจายตัวค่อนข้างเสถียร และปรับขนาดและสัณฐานวิทยาของอนุภาคนาโนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การเติมสารลดแรงตึงผิวสามารถขัดขวางพื้นผิวของสารตั้งต้นของ ZnO ได้ ลดการสัมผัสโดยตรงระหว่างอนุภาค และหลีกเลี่ยงการรวมตัวกันเนื่องจากพันธะไฮโดรเจนหรือแรงแวนเดอร์วาลส์ ในขั้นตอนการก่อตัวของสารตั้งต้น สารลดแรงตึงผิวจะดูดซับบนพื้นผิวของผงสารตั้งต้น ซึ่งทำให้อนุภาคจับตัวเป็นก้อนได้ยาก ในระหว่างการอบแห้งแบบสุญญากาศ โมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวจะก่อตัวเป็นชั้นเดียวบนพื้นผิวของอนุภาค ซึ่งจะช่วยลดพื้นผิวสัมผัสระหว่างตัวทำละลายกับอากาศ และแรงตึงผิวจะลดลงอย่างรวดเร็ว อนุภาคไม่สามารถเข้าใกล้กันได้ง่าย ซึ่งช่วยลดระดับการเกาะตัวของผงขนาดเล็ก นอกจากนี้ผลของไฟฟ้าสถิตของสารลดแรงตึงผิวยังสามารถลดระดับการเกาะตัวของผงขนาดเล็กได้ในระดับหนึ่ง

มีการใช้ซิงค์ซัลเฟตและแอมโมเนียมไบคาร์บอเนตเป็นวัตถุดิบ และเติมโพลีเอทิลีนไกลคอล (PEG) ก่อนปฏิกิริยาเพื่อให้ได้สารตั้งต้นของซิงค์คาร์บอเนตพื้นฐานโดยไม่มีการรวมตัวกัน หรือนาโนซิงค์ออกไซด์ที่มีขนาดอนุภาคเล็กกว่าและมีการกระจายตัวที่ดีกว่าสามารถเตรียมได้โดยการเติมสารลดแรงตึงผิวลงในกระบวนการปฏิกิริยาโซลิดสเตต หากใช้สารลดแรงตึงผิวที่ไม่ใช่ไอออนิกคอมโพสิตซึ่งสามารถสร้างผลึกเหลวเป็นแม่แบบโมเลกุลได้ คลื่นอัลตราโซนิกจะถูกนำมาใช้เพื่อสร้างผลึกเหลว ภายใต้การควบคุมของวิธีโซล จะสามารถเตรียมมัดขนาน เช่น หนวด ZnO ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเทียบเท่า 50 นาโนเมตรได้

การใช้ Zn (NO3) 2 · 6H2O และ Na2CO3-NaHCO3 เป็นวัตถุดิบ สารลดแรงตึงผิวประจุลบเป็นอิมัลซิไฟเออร์ และตัวทำละลายอินทรีย์เป็นสารช่วยกระจายตัว สารตั้งต้นถูกเตรียมโดยวิธีอิมัลชัน นาโน ZnO ที่ได้จากการสลายตัวด้วยความร้อนคือระบบหกเหลี่ยมมาตรฐานที่มีขนาดอนุภาคเฉลี่ย 13.5 นาโนเมตร หากใช้ PVP เป็นตัวปรับพื้นผิว สารตั้งต้นจะถูกเตรียมโดยอิมัลชัน สามารถสังเคราะห์อนุภาคนาโน ZnO ที่มีการกระจายขนาดอนุภาคแคบและขนาดอนุภาคเฉลี่ย 4.0 นาโนเมตรได้

หมุดที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่างกันจะถูกใช้เป็นสารลดแรงตึงผิวระดับโมเลกุลขนาดใหญ่เพื่อสร้างเทมเพลตซูปราโมเลกุลในช่วงความเข้มข้นของไมเซลล์และระบบตัวกลางที่เฉพาะเจาะจง เช่น "เครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็ก" สามารถเตรียมวัสดุนาโน ZnO ที่มีรูปร่างเป็นทรงกลมและแท่งเข็ม และรูปทรงหกเหลี่ยม เกล็ด และแท่งเกลียวที่มีการกระจายตัวสม่ำเสมอ โพลีเอทิลีนไกลคอล-400 ใช้เป็นพื้นผิว ขนาดของผงนาโน ZnO ที่สังเคราะห์โดยวิธีโซลเจลสามารถเข้าถึงได้ประมาณ 70 นาโนเมตร และขนาดอนุภาคมีความสม่ำเสมอ ช่วงการกระจายขนาดอนุภาคแคบ เลือกใช้ผงนาโน ZnO ในปริมาณหนึ่ง วิเคราะห์เนื้อหาของ ZnO โดยการวิเคราะห์แบบไทไตรเมทริก พบว่าความบริสุทธิ์ของผงสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 99%

Nano ZnO ที่มีสัณฐานวิทยาบางอย่างสามารถเตรียมได้โดยการเติมสารลดแรงตึงผิวในระดับหนึ่ง Zn (CH3COO) 2 · 2H2O และ (COOH) 2 · 2H2O ถูกใช้เป็นวัตถุดิบและใช้เอทิลีนไดเอมีนเป็นสารลดแรงตึงผิว หากไม่มีเอทิลีนไดเอมีน อนุภาคนาโน ZnO ส่วนใหญ่จะมีลักษณะเป็นทรงกลมหรือเกือบเป็นทรงกลม โดยมีขนาดเล็กและการกระจายตัวสม่ำเสมอ เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 30 นาโนเมตร และไม่มีเสาที่มีลักษณะคล้ายเข็ม มีลักษณะเป็นแท่ง และมีลักษณะสั้นเหมือนอนุภาค ZnO ถ้าเติมเอทิลีนไดเอมีนในระบบปฏิกิริยาเดียวกัน จะได้อนุภาคนาโน ZnO ที่มีรูปร่างเป็นแท่ง Wu Qingsheng และคนอื่นๆ ยังพบปรากฏการณ์ที่คล้ายกันในการเตรียม PbCl2 nanowire