рного матеріалу, який вимочують у розчині хлориду кобальту концентрацією 0,1 моль/л
Визначення глибини проникнення наночастинок проводили, використовуючи РЕМ зображення зразків, вимірюючи відстань між краєм мембрани і кордону, на якій перестають спостерігатися наночастинки. Вимірювання проводили в п'яти різних точках і потім обчислювали середнє значення.
Так, наприклад, на РЕМ зображенні зразка, який вимочують у розчині хлориду кобальту концентрацією 0,1 моль/л, показаному на малюнку 15, глибина проникнення наночастинок виміряна в п'яти різних точках дорівнює 42,7 мкм. Глибина проникнення, отримана таким способом для всіх зразків отриманих нанокомпозитних полімерів представлена ??в таблиці 6.
Таблиця 6 - Глибина проникнення утворюються наночасток в зразках при різних концентраціях хлориду кобальту при вимочуванні.
№ п/пКонцентрація Co 2+ до вимочування мембран, моль/лГлубіна проникнення наночастинок, мкм10,00512020,0110030,025640,0310050,044860,066070,085280,095290,1043
2.5.2 Дослідження магнітних характеристик нанокомпозитних полімерних матеріалів методами ФМР
Отримані кобальтсодержащие полімерні мембрани на основі політетрафторетилену вивчалися методом ФМР на ЕПР спектрометрі JES-FA 300. Дослідження проводили при величині постійного поля 475 Е в діапазоні від 0 до 975 Е, при цьому зразок повертався щодо направлення постійного поля з кроком 6 градусів за допомогою додаткового автоматизованого поворотного вузла ES-UCR2M. ФМР спектр одного з отриманих зразків показаний на малюнку 18.
Малюнок 18 - ФМР спектр при куті подмагничивания 0 і 90 градусів зразка кобальтвмісного нанокомпозитного полімерного матеріалу, отриманий при вимочуванні в розчині хлориду кобальту концентрацією 0,06 моль/л
На малюнку 18 зображено два спектра, один з яких відповідає паралельній орієнтації площині мембрани і напряму силових ліній поля, а інший відповідає їх перпендикулярної взаємної орієнтації. ФМР спектри всіх інших зразків мали вигляд, схожий на зображений на малюнку 18 і представлені у додатку Б.
Розрахунок ефективної намагніченості проводили в рамках стандартної моделі Кіттеля. Отримані іонообмінні мембрани, що містять наночастинки кобальту, в рамках моделі Кіттеля відповідаю стандартним зразком тонка пластинка raquo ;. Для визначення ефективної намагніченості необхідно вирішити систему рівнянь.
(26)
де - резонансна частота, Гц
- гіромагнітне ставлення;
- резонансне поле при куті подмагничивания 90 градусів, Е;
- резонансне поле при куті подмагничивания 0 градусів, Е;
- ефективна намагніченість, Е.
Рішенням системи рівнянь (26) є два корені:
, (27)
один з яких при подальших обчислення буде давати негативні значення намагніченості, прагнучі до нуля, отже, таке рішення не відображає реальну фізичну картину. Тому для визначення ефективної намагніченості кобальтвмісних нанокомпозитів застосовували друге рішення з (27)
. (28)
За допомогою формули (28) розрахували значення ефективної намагніченості всіх зразків. Розраховані значення ефективної намагніченості, а також величини резонансних полів при куті подмагничивания 0 градусів і 90 градусів наведені в таблиці 7.
Таблиця 7 - Розраховані значення ефективної намагніченості отриманих кобальтвмісних нанокомпозитів
№ образцаКонцентрація іонів Co 2+ при вимочуванні, моль/лРезонансное поле поглинання на ФМР спектрі при різних кутах подмагничивания, ЕЕффектівная намагніченість нанокомпозиту M, Е0 градусів 90 градусів 10,005302,669313,68373,9620,01302,190308.25573,2730,02305,806313.38871,8040,03312,302313,97774,7650,04319,955308,94275,6860,06314,162305,86174,2670,08318,097310,83475,8780,09315,382309,55774,3790,10310,754309,95673,70
3. Обговорення результатів
.1 Визначення іонної ємності полімеру
У таблиці 4 приведено обчислене кількість речовини іонів Co 2+ припадає на одиницю маси полімеру після імплантації. Графічне представлення цих даних має вигляд, показаний на малюнку 20.
Малюнок 20 - Залежність кількості введеного Co 2+ в структуру полімерних мембран МФ - 4СК від початкової Концентрації іонів Co 2+ в розчині при вимочуванні
Концентрація імплантованих іонів кобальту в структуру полімерної матриці нелінійно залежить від концентрації вихідного розчину при вимочуванні.
Максимум кількості імплантованих іонів спостерігається при концентрації розчину...
