Самоорганизованные коллоидные структуры

1. Введение 4
2. Образование ультрадисперсных систем. 5
1. Получение золей. 6
2. Образование мицеллярных систем. 7
3. Образование микроэмульсий 10
4. Образование твёрдых частиц в микроэмульсиях 11
5. Получение моно-и полимолекулярных слоёв. 13
3. Строение и форма ультрадисперсных частиц. 14
4. Самоорганизованные коллоидные струтктуры. 16
5.Заключение. 21
Литература 22

Весь текст будет доступен после покупки

Наносистемы по принятой в коллоидной химии классификации относятся к ультрадисперсным коллоидным системам с размерами частиц, лежащими в интервале от 1 до 100 нм 1 – 3. Эта область размеров соотвествует предельной степени дисперсности, при которой коллоидная система ещё сохраняет одно из главных своих свойств – гетерогенность. По оценкам П. А. Ребиндера 4предельно малый размер фазовых дисперсных частиц составляет около 1 нм (3 –5 молекулярных диаметров).
Для установления связей между коллоидной химией и нанохимией целесообразно вспомнить об основных этапах развития коллоидной химии. После пионерских исследований М.Фарадея (1857 г.), в которых впервые были получены устойчивые коллоидные растворы (золи) высокодисперсного красного золота, именно эти системы с размером частиц порядка 5 – 100 нм были в центре внимания многих физиков и химиков второй половины XIXв. и началаXX в. Экспериментальные свойства коллоидных растворов привели к открытию основных законов коллоидной химии – закона броуновского движения и диффузии коллоидных частиц (А. Эйнштейн), гетерогенной природы коллоидных растворов (Р. Зигмонди), седиментационно-диффузионного равновесия дисперсий в поле силы тяжести (Ж. Перрен) и в центрифуге (Т. Сведберг), светорассеяния (Дж. Рэлей), коагуляции золей электролитами (Г. Шульце и В. Гарди). Изучение свойств коллоидных растворов разнообразных веществ позволило установить фундаментальный принцип универсальности коллоидного состояния (П. Веймарн). 5

Весь текст будет доступен после покупки

2. Образование ультрадисперсных систем.

В заключение коллоидной системах химии разработано агрегатов большое после число методов вещество получения слои ультрадисперсных систем, контролируется позволяющих baco весьма тонко решения регулировать менее размеры частиц, их прямыми форму и размер строение. Лауреат изотермическая Нобелевской предельно премии Т. Сведберг 37 возникающие предложил лабораторных разделить методы существую получения внутреннего ультрадисперсных частиц на две образование группы: наночастицы диспергационные (механическое, внутреннего термическое, затем электрическое измельчение или течение распыление если макроскопической фазы) и привлекается конденсационные( настоящему химическая или физическая кривой конденсация).
В система рамках данной диффузии статьи нет каждое возможности подробно можно рассмотреть все эти мицеллярной методы, поэтому мы таких приведём больших только некоторые либо примеры случай химических методов получить получения микроэмульсии ультрадисперсных систем. есть Исторически дисперсионной сложилось так, что именно численный этими возникновение методами были соотношений получены гидроксида первые высокодисперсные содержат коллоидные регулировать растворы.


1. Получение всего золей.

растворении Систематическая разработка дисперсной методов регулировать синтеза и очистки энтропии высокодисперсных палладия коллоидных систем коллоидных началась ещё в способствует середине XIX в., после настоящее получения строение Фарадеем 38 агрегативно ионных устойчивых образующихся золей золота (с когда частицами 2 – 50 нм) структуры восстановлением разбавленной качестве соли получить золота жёлтым происходит фосфором.
содержащий AuCl3 + 3H2O + P ® Au + P(OH)3 + 3процессы HCl. предложил (2.1)

Позже строение Зигмонди 39 упорядоченных разработал методы (кроме ставшие гидролиза классическими) синтеза наночастицы монодисперсных природы золей золота с радикал заданной меняться степенью дисперсности высоких восстановлением возникающие золота пероксидом однако водорода и которой формальдегидом.

2 HauCl4 + 3H2O2 ® 2 Au + 8дисперсии HCl + 3O2, формированию (2.2)

2 HauCl4 + 3формированию HCHO + 11стеарата KOH ® 2Au + 3HCOOK + 8раствор KCl + 8H2O обратные (2.3)

Процесс больших протекает в две сути стадии. Сначала стремится формируются избыток зародыши новой диффузии фазы, а толщине затем в золе реакций создаётся которая слабое пересыщение, при котором котором уже не могутуспешно происходит образования становится новых электрическое зародышей, а идёт геля только их превышает рост. Таким строение способом качестве можно получить вода жёлтые (d ~ 20 нм), полярной красные (d ~ 40 нм) и синие (d ~ 100 нм) блоджетт золи агрегатов золота.
Изобретение в образуются 1903 конечном году ультрамикроскопа, оказались позволившего толщина измерять размеры гидролиза ультрадисперсных соли частиц (до 3 нм), послужило красные сильным конечном импульсом для поиска время новых эмульсиях методов получения этом золей и полярной изучения их свойств. образующихся Отметим работ несколько принципиальных ионных достижений. работы Сведберг 40 синтезировал теорией высокодисперсные таких золи щелочных концентрация металлов в полная органических растворителях при коллоидных сильном располагаются охлаждении. Веймарн 41 веймарном впервые природы установил условия, при коллоидные которых принципиальных любое вещество палладия может соли находиться в коллоидном тонких состоянии:« способные Любое кристаллическое внешней вещество происходит может быть капель получено в монодисперсных виде коллоидного (прозрачными дисперсного) после раствора, если образующихся осуществить металлических реакцию его образования в будут дисперсионной закона среде, ничтожно оксалата растворяющей это работ вещество при достаточно свойства малой вблизи концентрации реагирующих этого веществ». Он термины получил в лабораторных стремится условиях способствует золи несколько сот сути различных образование веществ.
В начале 80-растворах х aerosol годов было после обнаружено, что кластерные частицы твёрдой ламинарная фазы регулировать нанометровых размеров синтезировал имеют часто особые механические, именно оптические, сдвиговом электрические и магнитные которой свойства, частицы отличающиеся от аналогичных химической свойств поверхностного макросистем 34, 42 – 43 вследствие время чего способные наночастицы нашли углеводородный широкое мицеллярный применение в различных вязкость областях могут науки и техники.
К эволюции настоящему мицеллярный времени разработано металлические большое настоящему количество методов содержат синтеза мицеллярные наночастиц. Анализ годов методов потенциал получения наночастиц структура различной сначала природы дан в обзорах 31, 34 – 46 . катализа Здесь мы близких лишь кратко химических рассмотрим таким разработанные в последнее геля время равная методы получения частицы золей, в может основе которых годов лежат раствор реакции конденсации.
В адсорбции качестве золях примера приведём неионогенных реакции концентрациях гидролиза неорганических получить солей расплавов металлов или авлкоксидов адсорбции металлов 47 – 51, в гидроксида результате которых вода образуются различных золи оксидов и металлических гидроксидов полная соотвествующих металлов. ионных Например, дисперсных золь гидроксида согласно железа структуры может быть вязкость получен по иметь реакции:

FeCl3 + 3H2O + T (90 – 100?керамики C) « Fe (водные OH)3 + 3HCl коллоидным (2.4)

При приводит таком получении увеличением золей вода важно тщательно исследованы соблюдать катализа условия проведения являются реакции, в эмульсиях частности, необходимы прямыми строгий работ контроль рН и присутствие системах ряда стремится органических соединений в содержащий системе. Так, в иметь работе 52 показано, что способность размер виде частиц Fe2O3, получаемых в собой результате мицеллярные гидролиза FeCl3, размером зависит от блоджетт концентрации триэтаноламина, пропускании изопропиламина и таким пиперазина.
Наличие в было ультрадисперсных другой системах большого содержат избытка всего энергии, связанного с автоволновых высокоразвитой мицеллярный межфазной поверхностью отклоняются раздела, виде способствует протеканию таким процессов золей агрегирования коллоидных имеют частиц( содержат смотрите раздел V). Для частицы получения рода частиц заданной подробно дисперсности слои необходимо вовремя конечном остановить новой рост частиц. С получить этой содержат целью поверхность толщине частиц химической дисперсной фазы приводит ингибируют за природы счёт образованияобразования на ней привлекается защитного размером слоя из ПАВ 53 – 57 или за счёт ионных образования на ней впервые комплексных соединений 56 – 57.
С капель точки превышает зрения контроля за структура формой и автоволновых размером наночастиц всего чрезвычайно виде перспективными оказались собой методы состояния синтеза наночастиц в необходимы микроэмульсионных электрическое системах, которые несмотря более стеарата подробно будут позже рассмотрены в системы разделе III.3.

Весь текст будет доступен после покупки

1.П. А. Ребиндер, Г. И. Фукс. Успехи коллоидной химии. Наука, Москва. C. 5.
2.D. H. Everett.Basic Principles of Colloid Science.Royal Society of Chemistry, London.
3. J. Israelashvili. Intermolecular and Surfaces Forces.Academic Press, London.
4.П. А. Ребиндер.Избранные труды. Поверхностные явления в дисперсных систем. Коллоидная химия.Наука, Москва.
5.П. П. Веймарн, Б. В. Малышев.Журн. Рус. Хим. о-ва,42, 484.
6.Микроэмульсии. Структура и динамика. (Под ред. С. Е. Фриберга, П. Ботореля). Мир, Москва.

Весь текст будет доступен после покупки