Chất biến tính bề mặt thích hợp đóng vai trò quyết định trong việc điều chế ZnO nano

2020-11-20 00:42:15

Việc lựa chọn chất biến tính bề mặt phù hợp đóng vai trò quyết định trong việc điều chế ZnO nano. Mục đích ứng dụng và các yêu cầu của đối tượng được xử lý, kích thước hạt, phân bố kích thước hạt, hình thái hạt, độ phân cực bề mặt và quy trình xử lý phải được xem xét trước khi sử dụng.

Trong quá trình tổng hợp, Chất hoạt động bề mặt có thể đóng vai trò là “mẫu mềm” của phản ứng giúp định hướng phát triển tinh thể. Thông qua sự hấp phụ hóa học và tính chọn lọc bề mặt tinh thể cụ thể, hình dạng của các hạt trở nên đa dạng hơn, thể hiện nhiều hình thái khác nhau. Hoa giống như ZnO được điều chế ở 200oC với polyethylen glycol 220000 (peg220000) làm Chất hoạt động bề mặt trong điều kiện thủy nhiệt, và ZnO dạng cột và hình que có thể được điều chế bằng cách thay đổi Chất hoạt động bề mặt thành CTAB (cetyltrimethylammonium bromide) ở nhiệt độ nhất định. Natri dodecyl benzen sulfonate (SDBS), natri dodecyl sunfat (SDS) và natri dodecyl carboxylate thường được sử dụng làm chất hoạt động bề mặt để điều chế vật liệu nano ZnO với các hình thái khác nhau.

Ảnh hưởng của PEG-400, axit béo không bão hòa tween-60 và PAAS đến kích thước và hình thái bề mặt của hạt nano ZnO đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy tác dụng cản trở không gian của PEG làm giảm sức căng bề mặt của hạt nano ZnO, giảm liên kết giữa các hạt và có tác dụng tốt trong việc giảm kích thước hạt của hạt nano và ngăn chặn nó ở một mức độ nhất định. Tác dụng kết tụ có thể làm giảm kích thước hạt một cách hiệu quả. Tuy nhiên, việc sử dụng axit béo không bão hòa tween-60 và PAAS natri polyacrylate thấp có thể chiếm giữ các vi lỗ trên bề mặt bột, dẫn đến giảm diện tích bề mặt riêng của bột, dẫn đến sự phân tán tốt của nano kẽm oxit.

Bằng cách so sánh ảnh hưởng của các chất biến tính bề mặt ion (natri dodecyl sunfat, cetyltrimethylamine bromua) và không ion (Tween-80, polyethylene glycol-6000) đến kích thước và hình thái của các hạt oxit kẽm, cho thấy natri dodecyl sunfat có khả năng phân tán tiền chất tốt và kích thước hạt của oxit kẽm nanomet cũng nhỏ (khoảng 80nm); polyethylene glycol-6000 có thể được bọc trong các hạt nano một cách hiệu quả. Kết quả cho thấy bề mặt của các hạt ZnO có thể ngăn các hạt hội tụ để tạo thành sự kết tụ thứ hai và các hạt nano ZnO có kích thước khoảng 95nm; cetyltrimethylamine bromide là chất biến tính cation và có cùng điện tích với tiền chất của nano ZnO. Do lực đẩy lẫn nhau, hoạt chất không thể bao bọc hiệu quả trên bề mặt của các hạt tiền chất, khiến các hạt dễ kết tụ. Kích thước của hạt nano ZnO là khoảng 203nm.

Ảnh hưởng của các chất hoạt động bề mặt khác nhau đến kích thước của các hạt ZnO được điều chế bằng kết tủa hóa học đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy ZnO tổng hợp bằng phương pháp nhũ hóa bề mặt anion có kích thước hạt nhỏ, cấu trúc đồng đều, độ phân tán tốt và độ nhạy khí cao ở nhiệt độ thấp. Liao Liling và cộng sự. Tổng hợp tiền chất kẽm oxalat bằng phương pháp kết tủa trực tiếp với kẽm nitrat và axit oxalic làm nguyên liệu thô, thêm các loại chất hoạt động bề mặt khác nhau, sau đó phân hủy nhiệt để thu được bột oxit kẽm nano. Việc bổ sung 2% chất hoạt động bề mặt có thể làm giảm kích thước hạt của hạt nano ZnO một cách hiệu quả. Trong số đó, tác dụng của polyethylene glycol-400 là rất đáng kể.