Хімія, фізика та технологія поверхні, 2011, 2 (4), 373-384.

Наноструктури частинок діоксиду кремнію, отриманих багатоступеневим методом Штобера-Фінка-Бона



E. V. Masalov, N. S. Sukhinina, G. A. Emelchenko

Анотація


досліджено процеси формування нано- і мікрочастинок діоксиду кремнію в процесі їхнього вирощування шляхом гідролізу тетраетоксисилану багатоступеневим методом штобера-Фінка-Бона. Експериментально встановлено, що густина опалових матриць закономірно зменшується, а пористість зростає зі збільшенням діаметра складових частинок діоксиду кремнію в інтервалі 70–2200 нм. Побудовано модель структури мікрочастинок SiO2 при багатоступеневому методі синтезу у формі ядра з концентричними оболонками вторинних частинок, що закінчуються щільними шарами первинних частинок. Запропоновано модель будови міцели колоїдного діоксиду кремнію в спирто-водно-аміачному середовищі.

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Чуйко А.А., Горлов Ю.И., Лобанов В.В. Строение и химия поверхности кремнезема. – Киев: Наукова думка, 2007. – 347 с.

Fenollosa R., Ibisate M., Rubio S. et al. Photonic crystal microprisms obtained by carving artificial opals // J. Appl. Phys. – 2003. – V. 93, N 1. – P. 671–674.

Yang L., Carmon T., Min B. et al. Erbium-doped and Raman microlasers on a silicon chip fabricated by the sol-gel process // Appl. Phys. Lett. – 2005. – V. 86, N 9. – P. (091114) 1–3.

Arnaud C., Boustimi M., Brenci M. et al. Microsphere laser in Er3+-doped oxide glasses // Proc. SPIE – 2004. – V. 5622. – P. 315–320.

Hoi P.V., Thu Ha C.T., Hung H.Q. Long-band emission of microsphere lasers based on erbium-doped sol-gel silica-alumina glasses // Appl. Phys. Lett. – 2005. – V. 87, N 16. – P. (161110)1–3.

Chan Y., Zimmer J.P., Stroh M. et al. Incorporation of luminescent nanocrystals into monodisperse core-shell silica microspheres // Adv. Mater. – 2004. – V. 16, N 23–24. – P. 2092–2097.

Teng Z.G., Li J., Yan F. et al. Highly magnetizable superparamagnetic iron oxide nanoparticles embedded mesoporous silica spheres and their application for efficient recovery of DNA from agarose gel // J. Mater. Chem. – 2009. – V. 19, N 13. – P. 1811–1815.

Власова Н.Н., Головкова Л.П. Адсорбция аминокислот на поверхности высокодисперсного кремнезема // Коллоид. журн. − 2004. − Т. 66, № 6. − C. 733–738.

Чуйко А.А., Погорелый В.К., Пентюк А.А. Медицинская химия и клиническое применение диоксида кремния. – Киев: Наукова думка, 2003. – 415 с.

Stöber W., Fink A., Bohn E. Controlled growth of monodisperse silica spheres in the micron size range // J. Colloid Interface Sci. – 1968. – V. 26, N 1. – P. 62–69.

Darragh P.J., Gaskin A.J., Terrell B.C. et al. Origin of precious opal // Nature – 1966. –V. 209, N 5018. – Р. 13–16.

Восель С.В., Калинин Д.В., Рудина Н.А., Пуртов П.А. Анализ процессов агрегации в суспензиях коллоидных частиц кремнезема // Геол. геофиз. − 1999. −Т. 40, № 6. − С. 926–929.

Богомолов В.Н., Парфеньева Л.С., Прокофьев А.В. и др. Влияние периодической кластерной сверхструктуры на теплопроводность аморфного кремнезема (опалов) // Физика твердого тела. − 1995. − Т. 37, № 11. – С. 3411–3418.

Jones J.B., Segnit E.R. Water in sphere-type opal // Mine­ral. Magazine. − 1969. − V. 37, N 287. − P. 357–361.

Балакирев В.Г., Богомолов В.Н., Кумзеров Ю.А. и др. Трехмерные сверхрешетки в матрицах опалов // Кристаллография. – 1993. – Т. 38, № 3. – С. 111–120.

Giesche H. Synthesis of monodispersed silica powders. I. Particles properties and reaction kinetics // J. Eur. Ceram. Soc. – 1994. – V. 14, N 3. – P. 189–204.

Айлер Р. Химия кремнезема. – Москва: Мир, 1982. – Т. 1. – 416 с.

Сердобинцева В.В., Калинин Д.В., Восель С.В. Формы коллоидного кремнезема, участвующие в образовании благородного опала, и механизм окремнения его гелевых кристаллов // Геол. геофиз. − 1998. − Т. 39, № 8. − С. 1116–1120.

Bogush G.H., Tracy M.A., Zukovski C.F. Preparation of monodisperse silica particles: control of size and mass fraction // J. Non-Cryst. Solids – 1988. – V. 104, N 1. – P. 95–106.

Van Helden А.K., Jansen J.W., Vrij A. Preparation and characterization of spherical monodisperse silica dispersions in nonaqueouse solvents // J. Colloid Interface Sci. – 1981. – V. 81, N 2. – P. 354–368.

Ратников В.В. Определение пористости синтетических опалов и пористого кремния рентгеновским методом // Физика твердого тела. – 1997. – Т. 39, № 5. – С. 956–958.

Самаров Э.Н., Мокрушин А.Д., Масалов В.М., Емельченко Г.А. Структурная модификация синтетических опалов в процессе их термообработки // Физика твердого тела. – 2006. – Т. 48, № 7. – С. 1212–1215.

Pontoni D., Narayanan T., Rennie A.R. Time-resolved SAXS study of nucleation and growth of silica colloids // Langmuir. – 2002. –V. 18, N 1. – P. 56–59.

Zhuravlev L.T. Surface characterization of amorphous silica: a review of work from the former USSR // Colloids surf. A. – 1993. – V. 74, N 1. – P. 71–90.

Бардышев И.И., Мокрушин А.Д., Прибылов А.А. и др. Пористая структура синтетических опалов // Коллоид. журн. − 2006. − Т. 68, № 1. − C. 25–30.

Masalov V.M., Sukhinina N.S., Kudrenko E.A., Emelchenko G.A. Mechanism of formation and nanostructure of Stöber silica particles // Nanotechnology. – 2011. – V. 22, N 27. – P. (275718)1–9.

Карпов И.А., Самаров Э.Н., Масалов В.М. и др. О внутренней структуре сферических частиц опала // Физика твердого тела. – 2005. – Т. 47, № 2. – C. 334–338.

LaMer V.K., Dinegar R.H. Theory, production and mechanism of formation of monodispersed hydrosols // J. Am. Chem. Soc. – 1950. – V. 72, N 11. – P. 4847–4854.

Bogush G.H., Zukoski C.F. Uniform silica particle precipitation: an aggregative growth model // J. Colloid Interface Sci. – 1991. – V. 142, N 1. – P. 19–34.

Philipse A.P. Quantitative aspects of the growth of (charged) silica spheres // Colloid Polym. Sci. – 1988. – V. 266, N 12. – P. 1174–1180.

Makrides A.C., Turner M., Slaughter J. Condensation of silica from supersaturated silicic acid solutions // J. Colloid Interface Sci. – 1980. – V. 73, N 2. – P. 345–367.

Keefer K.D., Schaefer D.W. Growth of fractally rough colloids // Phys. Rev. Lett. – 1986. – V. 56, N 22. – P. 2376–2379.

Van Blaaderen А., Vrij A. Synthesis and characterization of monodisperse colloidal organosilica spheres // J. Colloid Interface Sci. – 1993. – V. 156, N 1. – P. 1–18.

Sacks M.D., Tseng T.-Y. Preparation of SiO2 glass from model powder compacts: I, formation and characterization of powders, suspensions, and green compacts // J. Am. Ceramic Soc. – 1984. – V. 67, N 8. – P. 526–532.

Плаченов T.Г., Колосенцев С.Д. Порометрия. – Ленинград: Химия, 1988. – 175 с.

Yokoi T., Sakomoto Y., Terasaki O. et al. Periodic arrangement of silica nanospheres assisted by amino acids // J. Am. Chem. Soc. – 2006. – V. 128, N 42. – P. 13664–13665.

Hartlen K.D., Athanasopoulos A.P.T., Kitaev V. Facile preparation of highly monodisperse small silica spheres (15 to >200 nm) suitable for colloidal templating and formation of ordered arrays // Langmuir. – 2008. – V. 24, N 5. – P. 1714–1720.

Масалов В.М., Сухинина Н.С., Емельченко Г.А. Коллоидные частицы диоксида кремния для формирования опалоподобных структур // Физика твердого тела. – 2011. – Т. 53, № 6. – С. 1072–1076.




Copyright (©) 2011 E. V. Masalov, N. S. Sukhinina, G. A. Emelchenko

 CC By Creative Commons "Attribution" 4.0