Рис. 18. Кинетические кривые накопления наночастиц платины при синтезе в микроэмульсиях на основе НПАВ или анионного ПАВ АОТ. Зависимости отражают расход исходного комплекса платины, поглощающего в ультрафиолете при 265 нм.
Кинетика образования частиц платины зависит от типа ПАВ, используемого для получения микроэмульсии. Из рис. 18 видно, что реакция протекает быстро, если используется неионное ПАВ С12Е5, и намного медленнее, если микроэмульсия получена с помощью АОТ. Разница в скоростях реакции, вероятнее всего, связана с различной растворимостью этих двух ПАВ в дисперсионной среде. АОТ, будучи ионным ПАВ, концентрируется на межфазной поверхности, а этоксилированный спирт, хорошо растворяющийся в масляной фазе, распределяется между объемом масла и межфазной поверхностью. В последнем случае образуется гораздо менее жесткий межфазный слой, что облегчает коалесценцию капель.
Наночастицы других благородных металлов, например палладия, а также сплавов благородных металлов можно получить аналогичным образом. Возможность получения маленьких частиц сплава, исходя из водных смесей способных к восстановлению солей или комплексов двух металлов, представляет большой практический интерес.
Использование жидких кристаллов ПАВ для получения мезопористых материалов
Мезопористые материалы — это твердые неорганические вещества с размерами пор от 2 до 50 нм. При размерах пор меньше 2 нм материал считается микропористым, к таким относятся, например, цеолиты. Мезопористые материалы имеют очень большую площадь поверхности и дальний порядок в расположении поо. Поимеоами служат аэоогели. слоистые глины и класс молекулярных сит обычно называемых МСМ-материалами. Последний тип мезопористых материалов можно получить, пользуясь жидкокристаллическими фазами как темплатами в синтезе неорганического компонента.
Первый МСМ-материал — это алюмосиликат с гексагональной упаковкой цилиндрических мезопор. Его можно получить с использованием жидкокристаллической фазы, образующейся в системе ПАВ-вода. Пустоты между цилиндрическими агрегатами ПАВ заполняются растворенным алюмосиликатом. Водная фаза превращается в гель при доведении рН до нужного значения, а затем происходит конденсация в твердую непрерывную сетку. После отмывания от ПАВ или удаления его термообработкой получают мезопористую структуру. Принцип ее образования показан на рис. 19. Мезопористые структуры аналогичного типа можно получить, даже если концентрация исходного раствора ПАВ ниже концентрации перехода в ЖК-фазу. Было высказано предположение, что отдельные палочкообразные мицеллы покрываются монослоем неорганического компонента, приводя к гексагональной упаковке мицелл. Независимо от механизма образуются высокоупорядоченные структуры с узким распределением пор по размерам. Мезопористые материалы с кубической геометрией можно получить, исходя из биконтинуальных кубических жидких кристаллов.
Диаметр пор мезопористых материалов гексагональной или кубической геометрии теоретически должен быть равен удвоенной длине молекул ПАВ, что подтверждено экспериментально. В свою очередь это означает, что размер пор регулируется выбором поверхностно-активного вещества. Мезопористые неорганические материалы находят широкое применение в катализе.
Рис. 19. Способы получения мезопористых материалов гексагональной структуры
Скачать реферат