ися в якості нанореактора для отримання нановолокон різних металів методом електроосадження, осадження з газової фази і т.д. (рис. 3).
Малюнок 3 - Скол плівки пористого діоксиду титана
Коло матеріалів, які можуть бути використані в якості одновимірних твердотільних нанореакторов, невеликий. Він включає цеоліти типу MFI, мезопористі молекулярні сита і мезопористі структури на основі оксиду алюмінію.
. 2.1 Цеоліт структурного типу MF1
Цеоліт типу MFI володіють упорядкованим системою каналів діаметром 0.54-0.56 нм з гексагональної упаковкою (рис. 4). Наночастки металів в каналах MFI-цеолітів зазвичай отримують іонним обміном протонів (цеоліт в Н + - формі) на катіони металів або комплекси металів з подальшим м'яким відновленням в струмі водню [6].
Малюнок 4 - Структура цеоліту структурного типу MFI
При відновленні катіонів металу в матриці таких цеолітів слід очікувати формування анізотропних наночастинок (на жаль, дослідження розподілу частинок за розмірами і їх анізотропії не проводилися через складність, пов'язаної з малим розміром каналів).
. 2.2 мезопористого молекулярні сита
мезопористого молекулярні сита були відкриті дослідниками американської компанії Mobile Research and Development Corporation в 1992р. Їм вдалося синтезувати сімейство сит на основі SiO 2 (ЧСЧ - 41), що володіють однорідним і високоупорядоченной розподілом пір строго контрольованого розміру від 2 до 10 нм і з надзвичайно високою питомою поверхнею (~ 1000 м 2 г - 1).
Найбільш поширеним методом синтезу мезопористого SiO 2 є темплатний метод. Темплатів, або шаблон, є центром, навколо якого організовуються основні структурні одиниці матриці і формується каркас. Видалення темплату призводить до утворення порожнини такого ж розміру і форми, як темплатів. Точність «відбитка» після видалення темплату залежить від декількох факторів: природи взаємодії темплатів-матриця, здатності матриці приймати обриси темплату, відносних розмірів темплату і структурних одиниць матриці. Схема темплатного синтезу зображена на рис. 5.
Малюнок 5 - Схема темплатного синтезу
І хоча відкриття молекулярних сит датується 1992 р перший опис «темплатного синтезу» відноситься до 1949 р коли було вивчено ГЕЛЕУТВОРЕННЯ тетраетоксисилану (TEOS) в присутності індикатора метилоранжа (темплатів). Утворився в результаті поліконденсації TEOS силікагель селективно адсорбував метилоранж. З тих пір цей досить простий і елегантний метод став широко застосовуватися для синтезу великого числа органічних і неорганічних матеріалів.
Розглянемо синтез молекулярних сит на прикладі отримання мезопористого SiO 2 (ЧСЧ - 41). Зразки МСМ - 41 отримують поліконденсацією сполук кремнію (Si (Ome) 4 або Si (Oet) 4) у присутності темплату, в якості якого можуть виступати різні молекули, зокрема нековалентно пов'язані органічні поверхнево-активні речовини (ПАР).
біфункціонального молекули цетилтриметиламоній-броміду амфіфільних, тобто містять гідрофільну головну групу і гідрофобний« хвіст ». У водному розчині такі молекули об'єднуються в міцели, в яких гідрофільні головні групи утворюють зовнішню поверхню, а гідрофобні« хвости »звернені до центру. Ступінь міцеллізаціі і форма міцел залежать від концентрації ПАР. При високих концентраціях ПАР відбувається агрегація міцел з утворенням рідкокристалічних фаз, структура яких залежить від температури і концентрації розчину. На рис. 6 наведена фазова діаграма системи С 16 H 33 Nme 3 Br.
Реакційну суміш, що містить водний розчин ПАР, тетраалкоксісілан і кислоту (або луг) термостатируют протягом декількох годин при температурі 80 ° С. При цьому в результаті гідролізу тетраалкоксісілана навколо міцел ПАР утворюється мезопористий оксид кремнію. До числа параметрів, які впливають на процес гелеутворення, відносяться pH розчину, природа і концентрація темплату і кремнійвміщуваних сполуки, температура, тип каталізу та ін.
Малюнок 6 - Схематична фазова діаграма системи С 16 H 33 Nme 3 Br - H 2 O (РК-фаза - рідкокристалічна фаза) [39]
Особливе значення надають pH середовища, а точніше?-потенціалу, що характеризує електростатичне взаємодія між колоїдними частинками і визначає структуру продуктів поліконденсації. У разі кислотного каталізу лімітуючої, мабуть, є стадія гідролізу тетраалкоксісілана, в той час як конденсація протікає відносно швидко. Це призводить до формування слаборазветвленним частинок золю.
Можливі різні види зв'язування темплатів-матриця [5]. У розглянутому випадку взаємодія темплатів-матриця здійснюється за рахунок електростатичн...
