о активних матеріалів.
Зокрема, допированного наночастинками напівпровідників скла одержали широке поширення в якості оптичних фільтрів. Їх привабливість обумовлена ??в першу чергу нелінійно-оптичними властивостями, такими як значний резонансний ефект, залежність становища краю смуги поглинання від розміру часток, ефект подвоєння частоти падаючого випромінювання (генерація другої гармоніки) та ін. [7]. Розглядалася можливість застосування стекол, що містять наночастинки висококоерцитивною магнітних фаз (гексаферитів барію та стронцію), в якості середовища для запису і зберігання інформації.
Однак метод кристалізації скла не дозволяє отримувати наночастинки з досить вузьким розподілом за розмірами, що необхідно для прояву ефектів розмірного квантування або застосування таких наночастинок в технології. Рішенням проблеми є використання пористих матеріалів з упорядкованою структурою пор, таких як мезопористий оксид кремнію і цеоліти, мають одномірні канали або двовимірні порожнини. У цьому випадку вдається отримати наночастинки ниткоподібної, пластинчастої або сферичної форми (залежно від типу пористої структури) з вузьким розподілом за розмірами.
3. Синтез наночасток в упорядкованих матрицях
Впорядковані матриці (або нанореактори) зазвичай класифікують в соответствии з розмірністю присутніх у них пір. Розглянемо послідовно синтез наночастинок в нуль-, одно- і двовимірних нанореакторах.
. 1 Отримання наночасток в нульмерние нанореакторах
До нульмерние нанореакторам відносяться матеріали, що характеризуються відкритою пористістю з упорядкованим розташуванням сферичних пір. До числа таких матеріалів в першу чергу слід віднести цеоліти - природні і синтетичні алюмосилікати складу
ix M ii y (Al x + 2y Si z O 2x + 4y + 2z) nН 2 Про
До справжнього моменту відомо більше 150 типів цеолітів, з яких близько 30 - природні цеоліти. Структура цеолітів побудована з тетраедрів [Si0 4] 4 n [АlO 4] 5-, об'єднаних спільними вершинами в тривимірний каркас, пронизаний порожнинами і каналами, в яких розташовуються молекули води і катиони лужних (М i) і лужноземельних (М ii) металів.
На відміну від атомів каркаса, пов'язаних між собою ковалентними зв'язками, катіони, що знаходяться в каналах, пов'язані з матрицею тільки електростатично і можуть легко обмінюватися на інші катіони у водних розчинах.
Ізоморфне заміщення атомів алюмінію каркаса на атоми інших елементів, таких як В, Ga, Fe, З, Ti, V, і обмін катіонів, що містяться в порах, дозволяють цілеспрямовано змінювати властивості цеолітів. Існує кілька факторів, що обумовлюють можливість ізоструктурні заміщення [6]:
близькість радіусів замещаемого і заміщує атомів (чим більше розходження в радіусах, тим енергетично менш вигідна заміна);
заміщення меншого за розміром атома на більший можливо за умови зменшення координації останнього, і навпаки;
близькість електроотріцательностей і потенціалів іонізації замещаемого і заміщує атомів;
досягнення мінімуму вільної енергії в процесі изоморфного заміщення із збереженням координаційного числа.
У порівнянні з іншими тектосілікатамі цеоліти мають більш відкриту структуру. Тетраедри ТО 4 (первинні складальні вузли) формують кільця різних розмірів, в результаті з'єднання яких утворюються більш складні структури (вторинні складальні вузли), причому різним типам цеолітів відповідають певні поєднання вторинних складальних вузлів. (Слід зазначити, що кут Si -О -Si може змінюватися в досить широких межах (135-165 °), в результаті чого стає можливим існування кремниево-кисневих кілець з різним числом атомів.) Для цеолітів з великим вмістом кремнію більш характерні кільця з 5 атомами кисню, в яких кут Si-О-Si становить близько 145 °. Цеоліт з великим вмістом алюмінію, що мають у структурі велику кількість зв'язків Si -О-А1, в основному побудовані з кілець, що містять 3 або 6 атомів кисню. У структурах природних цеолітів найбільш часто зустрічаються кільця з 4 або 6 атомами кисню.
Класифікація цеолітів являє собою досить складну задачу. Кожна індивідуальна структура описується структурним кодом, що містить лише три великі латинські літери - так званий IZA-код, прийнятий International Zeolite Association Structure Commission. Це кодування застосовна як до алюмосиликате, так і до деяких інших сполук, які мають аналогічну структуру і містить атоми елементів (Si, Al, Р, Ga, Ge, В, Be та ін.) В Тетраедрічеськая оточенні.
Найбільш загальний підхід до синтезу цеолітів заснований на сумісному гідролізі сполук кремнію і трехзарядного металу (найчастіше алюмінію) в прис...
