Hydrotermalna synteza nano tlenku cynku z zastosowaniem reaktora impulsowego

• Autorzy: Łojkowski W. , Reszke E. , Strachowski T. , Opalińska A. , Chudoba T. , Grzanka E. , Presz A. , Tomaszewska-Grzęda A.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem poniższej pracy było zbadanie możliwości otrzymania nanorozmiarowego tlenku cynku w eksperymentalnym reaktorze impulsowym. Wykorzystano reaktor impulsowy firmy Ertec Poland, w którym na mieszaninę reagentów oddziaływano serią impulsów o napięciu kilku tysięcy wolt i mikrosekundowym czasie trwania. Wielkość krystalitów i skład fazowy określono przy pomocy dyfraktometru rentgenowskiego i metody B.E.T. Zbadano gęstość nanoproszków, a morfologię określono przy pomocy skaningowego mikroskopu elektronowego. Wykazano, że przy pomocy serii impulsów wysokiego napięcia działających na wodny roztwór chlorku cynku i zasady sodowej otrzymano doskonałej jakości nanoproszki ZnO w temperaturze nie przekraczającej 50 stopni Celsjusza, czyli ok. 70 stopni Celsjusza niższej niż przy konwencjonalnej syntezie mikrofalowej, oraz ok. 200 stopni Celsjusza niższej niż przy syntezie polegającej na strącaniu i kalcynacji otrzymanego wodorotlenku. O jakości proszku świadczy wysoka jak na nanoproszki gęstość i jednorodność.

EN

The aim of this work was to investigate whether it is possible to obtain nano-sized ZnO particles in a hydrothermal in an experimental high voltage pulsed reactor. Nano zinc oxide was obtained from water solution of zinc chloride and water solution of potassium and natrium hydroxide after application of several pulses of voltage of several thousands volts and duration a few microseconds. The average temperature did not exceed 50 degrees centigrade, i.e. was about 70 degrees centigrade less than in the case of conventional hydrothermal synthesis and 200 degrees centigrade less than for the case of the precipitation and calcination process. The phase composition of the powders and their specific surface were analised by means of X Ray Diffraction and BET methods, respectively. The powders density was measured by means of picnometry and morphology investigated by means of Scanning Electron Microscopy (SEM). The powder was of high quality measured in terms of density and uniformity of the grain size.

Słowa kluczowe

PL

reaktor impulsowy; nanotlenek cynku; synteza hydrotermalna

EN

impulse reactor; nano zinc oxide; hydrothermal synthesis

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Czasopismo: Szkło i Ceramika
• Rocznik: 2008
• Tom: R. 59, nr 5
• Strony: 10--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 46 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Łojkowski W.

autor

Reszke E.

autor

Strachowski T.

autor

Opalińska A.

autor

Chudoba T.

autor

Grzanka E.

autor

Presz A.

autor

Tomaszewska-Grzęda A.

• Instytut Wysokich Ciśnień PAN, Warszawa

Bibliografia

• [1] S.R. Dhage, S.C. Nawale, V. Ravi: Ceramics International 33 (2007), s. 289-291.
• [2] M.H.Wang, K.Hu, K.h.. Zhao, N. Zhoung: Ceramics International 33 (2007), s. 151-154.
• [3] T. Ohtake, S. Hijii, N. Sonoyama, T. Sakata: Applied Surface Science 253 (2006), s. 1753-1757.
• [4] M. Suchea, S. Christoulakis, K. Moschovis, N. Katsarakis, G. Kiriakidis: Thin Solid Films 515 (2006), s. 551-554.
• [5] S. Oy, S. Basu: Bulletin Materials Science 25 (2002), s. 513-515.
• [6] J. Xu, Q. Pan, Y. Shun, Z. Tian: Sensors and Actuators B Chemistry 66 (2000), s. 277-279.
• [7] H.J. Chang, C.Z. Lu, Y. Wang, C.S. Son, S.I. Kim, Y.H. Kim, I.H. Choi: Journal of the Korean Physical Society 45 (2004), s. 959-962.
• [8] L. Grigorjeva, D. Millers, W. Łojkowski, Т. Strachowski: Materials Science Forum 514-516 (2006), s. 1230-1234.
• [9] D. Millers, L. Grigorjeva, W. Łojkowski, T. Strachowski: Radiation Measurements 38 (2004), s. 589-591.
• [10] Z.L. Wang: Materials Today 7 (2004), s. 1-9.
• [11] X.L. Guo, H. Tabata, T. Kawai: Journal of Crystal Growth 237-239 (2002), s. 544-547.
• [12] M. Purica, E. Budianu, E. Rusu: Microelectronics Engineering 51-52 (2000), s. 425-431.
• [13] R. Lindsay, E. Micheleangeli, B.G. Daniels, T.V. Ashworth, A.J. Limb, G. Thorton, A. Baraldi, R. Larciperte, S. Lizziti: Journal of the American Chemical Society 124 (2002), s. 7117-7120.
• [14] S.H. Laning, M.P. Wagner, J.W. Sellers: Journal of Applied Polymer Science 2 (2003), s. 225-230.
• [15] F.A. Sigoli, M.R. Davolos, J.M. Jafelicci: Journal of Alloys and Compunds 262-263 (1997), s. 292-295.
• [16] D.M. Yebra, S. Kiil, CE. Weinell, K. Dam-Johansen: Progress in Organic Coatings 56 (2006), s. 327-337.
• [17] J.A. Johnson, J.J. Heidenreich, R.A. Mantz, P.M.Baker, M.S. Donley: Progress In Organic Coatings 47 (2003), s. 432-442.
• [18] S. Fujisawa, Y. Kashiwagi, T. Atsumi, I. Iwakura, T. Ueha, Y Hibino, I. Yokoe: Journal of Dentistry 27 (1999), s. 291-295.
• [19] Т. Takatsuka, K. Tanaka, Y. Iijima: Dental Materials 21 (2005), s. 1170-1177.
• [20] S. Music, D. Dragcevic, M. Maljkovic, S. Popovic: Materials Chemistry and Physics 77 (2002), s. 521-530.
• [21] S. Music, S. Popovic, M. Maljkovic, D. Dragcevic: Journal of Alloys and Compounds 347 (2002), s. 324-332.
• [22] K. Byrappa, Т. Adschiri: Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials 53 (2007), s. 117-166.
• [23] X. Ma, H. Zhang, Y Ji, J. Xu, D. Yang: Materials Letters 59 (2005). s. 3393-3397.
• [24] J. Wang, L. Gao: Solid State Communications 132 (2004), s. 269-271.
• [25] S. Ohara, T. Mousavand, M. Umetsu, S. Takami, T. Adschiri, Y. Kuroki, M. Takata: Solid State Ionics 172 (2004), s. 261-264.
• [26] W.D. Zhou, X. Wu, YC. Zhang, M. Zhang: Materials Letters 61 (2007), s. 2054-2057.
• [27] T. Ghoshal, S. Kar, S. Chaudhuri: Journal of Crystal Growth 293 (2006). s. 438-446.
• [28] S.Y. Chu, T.M. Yan, S.L. Chen: Journal of Materials Science Letters 19 (2000). s. 349-352.
• [29] CL. Carnes, K.L. Klabunde: Langmuir 16 (2000), s. 3764-3770.
• [30] SB. Majumder, M. Jain, P.S. Dobal, R.S. Katayiar: Materials Science and Engineering В 103 (2003), s. 16-25.
• [31] Т. Tsuzuki, P.G. McCormic: Scripta Materialia 44 (2001), s. 1731-1736.
• [32] Y.R. Uhm. B.S. Han, M.K. Lee, S.J. Hong, C.K. Rhee: Materials Science and Engineering A 449-451 (2007), s. 813-816.
• [33] H. Eilers. В.М. Tissue: Materials Letters 24 (1995), s. 261-265.
• [34] J.E. Rodriguez-Paez, A.C. Caballero, M. Villegas, C. Moure. P. Duran, J.F. Fernandez: Journal of the European Ceramics Society 21 (2001), s. 925-930.
• [35] Y. Liu, J. Zhou, A. Larbot, M. Persin: Journal of Materials Processing Technology 180 (2007), s. 379-383.
• [36] Z.R. Tian, J.A. Voight, J. Liu, B. McKenzie, M.J. McDermott: Journal of the American Chemistry Society 124 (2002), s 12954-12958.
• [37] X.H. Kong, Y.D. Li: Chemistry Letters 32 (2003), s. 1062--1065.
• [38] H. Niu, Q. Yang, F. Yu, K. Tang, Y. Xie: Materials Letters 61 (2007), s. 137-140.
• [39] J. Tang, X. Yang: Materials Letters 60 (2006), s. 3487--3491.
• [40] G. Zou, D. Yu, D. Wang, W. Zhang, L. Xu, W. Yu, Y. Qian: Materials Chemistry and Physics 88 (2004), s. 15-154.
• [41] T Strachowski. E. Grzanka, В. Pałosz, A. Presz, L. Ślusarski W Łojkowski: Solid State Phenomena 94 (2003), s. 189-192.
• [42] T Strachowski, T. Chudoba, E. Reszke, E. Grzanka, A. Presz., W. Łojkowski: Szkło i Ceramika 4 (2007), s. 27-33.
• [43] Strona internetowa firmy Ertec Poland: www.ertec.pl
• [44] Zgłoszenie patentowe: UPRP P 377451
• [45] Opalińska A.. Leonelli C, Lojkowski W., Pielaszek R., Grzanka E.. Chudoba Т., Matysiak H., Wejrzanowski T. & Kurzydlowski K.J., J of Nanomaterials, ID98769 (2006), 1.
• [46] Nanometrology Raport, W. Lojkowski i inni, www.nanoforum.org