rys 9

Mikrofalowa solwotermalna synteza nanocząstek tlenku cynku domieszkowanego kobaltem

Proste wyszukiwanie słowa „zinc oxide” w wyszukiwarce naukowej ScienceDirect dało 154 587 trafień (maj 2015 r.) w obrębie różnych obszarów badawczych, między innymi fizyki, chemii, medycyny, nanonauki, nanotechnologii i obszarów interdyscyplinarnych. Tak duża liczba opublikowanych prac naukowych świadczy o rosnącym zainteresowaniu właściwościami i potencjalnym zastosowaniu tlenku cynku, ZnO (rys. 1). Każdego dnia mamy do czynienia z ZnO w sposób bezpośredni lub pośredni, przez kontakt z produktem zawierającym w składzie ZnO.

 

ZnO w postaci sproszkowanej ma barwę białą, jest trudno rozpuszczalny w wodzie. Należy do grupy tlenków amfoterycznych. ZnO ma właściwości bielące, matujące, kryjące, antybakteryjne (Wang, 2004; Zhang, Jiang, 2007). Przyspiesza gojenie ran, dzięki czemu jest stosowany do produkcji pudrów, opatrunków, zasypek oraz kremów, np. pastan Lassara (Huang, Lenaghan, 2013). ZnO ma pasmo wzbronione o energii wynoszącej ~3.3 eV, co odpowiada długości fali ~375 nm (Kumar, Venkateswarlu, 2013). Jest półprzewodnikiem o szerokim zakresie zastosowań, tj.: przezroczyste tlenki przewodzące, filtry UV, fotokatalizatory (Morkoc, Ozgur, 2009). Porównując organiczne i nieorganiczne fi ltry UV, ZnO został uznany za doskonały materiał osłonowy przeciw promieniowaniu UV, mający szeroką charakterystykę absorpcji UV i fototrwałość (Boutard, Rousseau, 2013). Ponadto ZnO jest stosowany do urządzeń optoelektronicznych, kataliz, diod elektroluminescencyjnych (LED), urządzeń termoelektrycznych, warystorów oraz płaskich ekranów (Ozgur, Hofstetter, 2010; Vidor, Wirth, 2014). Ze względu na swoje specyfi czne właściwości, jest często stosowany w przemyśle farmaceutycznym, lakierniczym, kosmetycznym, stomatologicznym, gumowym, elektronicznym oraz ceramicznym.

 

PEŁNA WERSJA ARTYKUŁU DO POBRANIA
mgr inż. Jacek Wojnarowicz
j wojnarowiczAbsolwent Wydziału Technologii i Inżynierii Chemicznej Politechniki Krakowskiej. Doktorant w Instytucie Wysokich Ciśnień PAN, gdzie pełni funkcję Kierownika ds. technicznych w Laboratorium Nanostruktur. Wykonuje charakteryzację nanomateriałów metodami DLS, NTA, LDE, MLS, analizę gęstości piknometrycznej, analizę powierzchni właściwej (BET). Rozwija i bada metodę mikrofalowej syntezy hydro- oraz solwotermalnej. Zajmuje się syntezą nano ZnO o kontrowanej wielkości cząstek. Brał udział w projekcie NanoFATE, gdzie badał rozpuszczalność i stabilność nano ZnO w środowisku wodnym oraz transformację środowiskową nano ZnO w przyrodzie.
   

Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie obsługi JavaScript.

 

STRESZCZENIE:
Nanocząstki tlenku cynku domieszkowane kobaltem otrzymano przy użyciu mikrofalowej syntezy solwotermalnej. Prekursorami reakcji MSS były roztwory otrzymane przez zmieszanie octanu cynku oraz octanu kobaltu (II) w glikolu etylenowym. Otrzymano nanocząstki (NC) Zn1-xCoxO w zakresie zawartości domieszki Co2+ od 1 do 15% molowych. Określono następujące parametry NC: gęstość helową, powierzchnię właściwą (BET), czystość fazową, zawartość
domieszki, średnią wielkość cząstek, rozkład wielkości cząstek, morfologię. Badanie metodą dyfrakcji rentgenowskiej nie wykazało obcych faz w otrzymanych próbkach. Otrzymane Zn1-xCoxO składają się z luźnych sferycznych cząstek o strukturze wurcytu i średniej wielkości 30 nm. Obrazy SEM nie wykazały wpływu wzrostu ilości domieszki w Zn1-xCoxO na zmiany morfologii NC.
SUMMARY Microwave solvothermal synthesis of Co-doped ZnO nanoparticles
Co-doped zinc oxide nanoparticles were prepared by microwave solvothermal synthesis (MSS) technique. The nanoparticles were produced from a solution of zinc acetate and cobalt (II) acetate using ethylene glycol as a solvent. The content of Co2+ in Zn1-xCoxO was in range of 1–15% mol. The following material nanostructure properties were investigated: skeleton density, specifi c surface area (SSA), phase purity (XRD), lattice parameter, dopant content, average particle size, particle size distribution and morphology. X-ray diffraction of synthesized samples showed a single phase ZnO nanostructure without indication of alien phases. Obtained Zn1-xCoxO composed of loose spherical particles with wurtzite crystal structure and average particle size 30 nm. SEM images didn’t show impact of increase of dopant content on morphology of nanoparticles.
Zapraszamy do składania zamówień na prenumeratę i numery archiwalne

ISSN 0039-8144

Informujemy, że w ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza, że akceptują Państwo otrzymywanie cookies. więcej informacji...