Вплив умов синтезу на властивості парамагнітних центрів у кремнеземвуглецевих нанокомпозитах з цинком
Вантажиться...
Дата
2021
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність теми: Зазвичай чистий піровуглець у гідридних адсорбуючих
карбонізованих кремнеземах (SiO2:C) має відносно малу кількість активних
центрів (окиснених груп), які відіграють важливу роль у зв’язуванні полярних
молекул, оскільки вуглецевий шар має в основному неполярну передграфітову
структуру з розміром базисних площин у графенових частинках порядку
декількох нанометрів. Для збільшення кількості активних центрів на гібридних
адсорбуючих поверхнях, може бути застосовані додаткове окиснення
піровуглецю з формуванням COH, C=O, COOH, та ін. груп, змішані X/SiO2 (Х –
фаза, що формується під час піролізу через доступність металевих атомів у
прекурсорах) оксиди в якості підкладинок або металоорганічні сполуки в якості
прекурсорів. Присутність вуглець-металевих сполук можуть змінювати не лише
топологію, але й такі характеристики C/X/SiO2 адсорбентів як розподіл поверхніта каталітичні та адсорбуючі властивості. З іншого боку функціоналізація
поверхні кремнезему витриманим розчином ацетилацетанотом цинку, який
виявляє інтенсивну фотолюмінесценцію у видимому діапазоні, може бути
перспективним для вироблення сучасних люмінофорів на основі даного
матеріалу. Таким чином, вивчення електронної структури дефектів у кремнеземвуглецевих нанокомпозитах з цинком є важливою задачею для потенційних
застосувань цих новітніх матеріалів.
Об’єкт дослідження: нанокомпозити SiO2:C/Zn, отримані інфільтрацією
«витриманим» люмінесцентним розчином Zn(acac)2 з концентраціями 1% и 4%
до та після термічного відпалу за 600°С в атмосфері повітря.
Предмет дослідження: модифікація електронних та магнітних властивостей
нанокомпозитів SiO2:C/Zn в залежності від концентрації розчину Zn(acac)2 та
термообробки.
Мета роботи: з’ясування впливу концентрації розчину Zn(acac)2 та
термообробки на властивості парамагнітних центрів у нанокомпозитах SiO2:C/Zn
та аналіз отриманих даних.
Методи дослідження: електронний парамагнітний резонанс.
Відомості про обсяг звіту, кількість ілюстрацій, таблиць, додатків і
літературних найменувань за переліком використаних: 64 сторінок звіту, 30
ілюстрацій, 40 літературних найменувань.
Мета індивідуального завдання, використані методи та отримані
результати: Методом електронного парамагнітного резонансу (ЕПР) дослідити
модифікацію електронних та магнітних властивостей нанокомпозитів SiO2:C/Zn,
в залежності від концентрації розчину Zn(acac)2 та термообробки. За допомогою
моделювання спектрів ЕПР визначити параметри сигналів, що роблять внесок успектр ЕПР, та проаналізувати їх температурну залежність (інтегральну
інтенсивність та ширину лінії).
Встановлено особливості електронних та магнітних властивостей
нанокомпозитів SiO2:C/Zn в залежності від концентрації розчину Zn(acac)2 та
термообробки. Зокрема встановлено, що збільшення концентрації розчину
Zn(acac)2 та температури відпалу призводить до збільшення спінової
концентрації парамагнітних центрів у нанокомпозитах SiO2:C/Zn. Встановлено,
що спектр ЕПР у нанокомпозитах SiO2:C/Zn складається з трьох сигналів, які
було віднесено до обірваних зв’язків вуглецю, кисень-центрованого вуглецевого
радикала та обірваних зв’язків кремнію. Виявлено слабку феромагнітну обмінну
взаємодію в спіновій системі вуглецево-пов’язаних парамагнітних центрів.
Встановлено, вуглецево-пов’язані парамагнітні центри у нанокомпозитах
SiO2:C/Zn знаходяться у sp3-гібридизованому стані.
Результати, отримані в даній роботі, показують, що нанокомпозити
SiO2:C/Zn, отримані інфільтрацією розчину Zn(acac)2 з концентрацією 4% та
відпалені за 600°С, що мають інтенсивну ФЛ та вищу спінову концентрацію
кисень-центрованих вуглецевих радикалів є перспективними для застосування
при створенні люмінофорів.
Опис
Ключові слова
обмінна взаємодія, електронний парамагнітний резонанс, вуглецево-пов’язані центри, кремнезем-вуглецеві нанокомпозити, обірвані зв’язки, electron paramagnetic resonance, silica-carbon nanocomposites, carbon-related centers, dangling bonds, exchange interaction
Бібліографічний опис
Мемон, В. С. Вплив умов синтезу на властивості парамагнітних центрів у кремнезем-вуглецевих нанокомпозитах з цинком : магістерська дис. : 104 Фізика та астрономія / Мемон Валентин Саламович. – Київ, 2021. – 92 с.