D. Расчет реагирующих веществ
В количественном плане мы придерживались линии использования исходных реагентов таким образом, что получившиеся наночастицы смогли полностью покрыть поверхность полистирольных микросфер. Для этого был произведен расчет реагирующих веществ:
1. Объем частиц полистирола
Vч = 1* долю мономера в системе
2. Объем одной частицы полистирола
V1-ой ч = π Dч 3 / 6
3. Число частиц полистирола в 1 мл суспензии
Nч = Vч / V1-ой ч
4. Поверхностная площадь частицы полистирола
Sч = π Dч 2
5. Площадь сечения поверхности одной наночастицы
Sсеч н/ч= π Dн/ч 2 /4
6. Число наночастиц, полностью покрывающих поверхность одной частицы полистирола
N н/ч = Sч / Sсеч н/ч
7. Объем одной наночастицы на одну частицу полистирола
V1-ой н/ч = π Dн/ч 3 /6
8. Общий объем наночастиц, покрывающих поверхность одной частицы полистирола
Vн/ч = V1-ой н/ч * Nн/ч
9. Общий вес наночастиц
mн/ч = Vн/ч * ρн/ч
10. Исходное количество реагента
mреаг. = mн/ч * Мреаг. / Мн/ч
Расчет производился для наночастиц размером 5нм и 10 нм.
Результаты и обсуждения
A. Получение наночастиц серебра на поверхности полистирольных микросфер разного размера
В результате проведенных экспериментов по получению наночастиц серебра размером 5 нм на поверхности полистирольных микросфер диаметром 0,1 мкм и 0,2 мкм с помощью метода флуоресцентной спектроскопии были получены спектры поглощения наночастиц серебра (рис. 1 а и рис. 1 б).
|
|
|
Для области поглощения металлического серебра характерна длина волны в пределах от 380 нм до 430 нм.
Рис. 1 а. - Спектр поглощения образца Ag-полистирол с полистирольными микросферами размером 0,1 мкм.
 |
Рис. 2 б. - Спектр поглощения образца Ag-полистирол с полистирольными микросферами размером 0,2 мкм.
По образовавшимся пикам, обусловленными возбуждением плазмонных колебаний электронов (плазмонов) в наночастицах, в области длин волн 400 нм на рис.1 и 390 нм на рис.2 можно сделать вывод, что в полученных растворах содержатся полистирольные микросферы с иммобилизированными на их поверхность наночастицами серебра.
Для определения формы и степени покрытия поверхности полистирольных микросфер наночастицами серебра была проведена сканирующая электронная микроскопия, которая показала, что полученные наночастицы серебра находятся непосредственно на поверхности полистирольных микросфер в обоих случаях. На рис. 3а представлена микрофотография образца Ag-полистирол с полистирольными микросферами размером 0,1 мкм, полученного при восстановлении нитрата серебра цитратом натрия при температуре 85 0С, исходная концентрация серебра 0,0014М. На рис. 3б представлена микрофотография образца Ag-полистирол с полистирольными микросферами размером 0,2 мкм, полученного при восстановлении нитрата серебра цитратом натрия при температуре 85 0С, исходная концентрация серебра 0,0024М.
|
|
|
Рис. 3а. – Микрофотография (SEM) НЧ Ag на поверхности полистирольных микросфер диаметром 0,1 мкм.
Рис. 3б. - Микрофотография (SEM) НЧ Ag на поверхности полистирольных микросфер диаметром 0,2 мкм.
Результаты экспериментов показали, что с увеличением размера полистирольных микросфер, наблюдается более равномерное распределение наночастиц на поверхности полистирольных микросфер и более равномерное распределение наночастиц по размерам. В подтверждение этому были построены гистограммы распределения наночастиц по размерам (рис. 4а и рис.4б).
Рис. 4а – Образец Ag-полистирол Рис. 4б – Образец Ag-полистирол
с полистирольными микросферами с полистирольными микросферами
диаметром 0,1 мкм. диаметром 0,2 мкм.
На гистограммах распределения наночастиц по размерам наглядно видно, что с увеличением диаметра полистирольных микросфер, на поверхности микросфер преимущественно образуются наночастицы серебра размером приближенным к теоретическому. При этом можно предположить, что наночастицы с диаметром от 20 нм и более являются агломератами.
|
|
|
Выводы:
1. Получены полистирольные микросферы с физически иммобилизированным на их поверхность серебром.
2. Увеличение размера микросфер полистирола приводит к более равномерному распределению наночастиц серебра на поверхности
3. Увеличение размера микросфер полистирола приводит к образованию на их поверхности наночастиц серебра размером приближенным к теоретическому.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 328; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!