СИНТЕЗ НАНОЧАСТИЦ ОКСИДА ЦИНКА НА ПОВЕРХНОСТИ ФУНКЦИОЛЬНОГО ПОЛИМЕРА ЗОЛЬ-ГЕЛЬ МЕТОДОМ
Creators: name: Эштурсунов Д.А
name: Бекчанов Д.Ж
name: Абдужалилов И.И
Publisher: name: Zenodo
Year: 2025

description: В последние годы наблюдался большой интерес к синтезу эффективных катализаторов на основе оксида цинка для дальнейшего использования во многих каталитических реакциях, в частности реакциях окисления органических соединений в разбавленных водных растворах. Целью данной работы является получение функциональных полимеров с осажденными наночастицами оксида цинка - пригодных для очистки сточных вод от органических загрязнителей. Оксид цинка был синтезирован по методике золь-геля, описанным в работах [1, 2]. Для получения осажденных наночастиц использовали золь, полученный путем смешивания свежесинтезированного золя ZnO. Было подобрано объемное соотношение золя, при котором система сохраняет свою агрегативную устойчивость в течение несколько недель. Полученный золь представлял собой светло-коричневую опалесцирующую жидкость с величиной pH дисперсионной среды 9. Для получения функциональных материалов на поверхности полимера из оксида цинка был выбран аналог метода осаждения, описанного в работе [2]. Функционалные материалы сушили при комнатной температуре. Для определения структуры наночастиц оксида цинка осажденных на поверхности полимера применялась инфракрасная (ИК) спектроскопия (Perkin Elmer Spectrum 100 spectrometer). Полученные наночастицы оксида цинка на поверхности полимера в дальнейшем планируются использовать для очистки сточных вод.


Наночастицы PPE-1&ZnO также были охарактеризованы ИК-Фурье спектроскопический анализом, представленным на рис. 1. Характерная полоса при 3330 см-¹ обусловленная N-H растягивающими колебаниями, указывает на потенциальное вналичие водородных связей между аминогруппами ПЭПА на поверхности наночастиц ZnO. Это взаимодействие может играть решающую роль в повышении дисперсности ZnO в полимерной матрице и улучшении общей межфазной адгезии между органическими и неорганическими компонентами. Широкая, интенсивная полоса при 3030 см-¹, свидетельствует о присутствии в смеси ПВХ и ПЭПА. Наблюдение этого пика может указывать на некоторую степень ненасыщенности ПВХ-компонента, возможно, вследствие дегидрохлорирования в процессе кальцинирования. Это может повлиять на термическую стабильность и долгосрочные характеристики композита.





Рисунок 1. ИК-спектры анионита PPE-1, PPE-1&Zn(OH)2 и PPE-1&ZnO нанокомпозита


Полоса поглощения при 1400 см-¹ подтверждает присутствие полимерной основы и потенциально указывает на связь C-N от ПЭПА. Явное присутствие растягивающего колебания Zn-O при 560 см-¹ подтверждает успешное встраивание наночастиц ZnO в полимерную матрицу. Относительно сильная интенсивность этой полосы свидетельствует о формировании ZnO, что может существенно повлиять на свойства композита, включая его механическую прочность, термостабильность и потенциальные фотокаталитические характеристики.


В заключение следует отметить, что ИК-Фурье анализ выявил сложную нанокомпозитную систему с признаками значительных взаимодействий между полимерными и неорганическими компонентами. Эти взаимодействия, вероятно, играют решающую роль в определении конечных свойств материала, что потенциально может привести к улучшению его характеристик в различных областях применения, от гибкой электроники до современных систем покрытий.


Литература



	
Musharaf, M., Karamat, S., Hassan, M.U. et al. Solubility Enhancement of Fe in ZnO Nanoparticles Prepared by Co-Precipitation Method. J Supercond Nov Magn 34, 2633–2642 (2021). https://doi.org/10.1007/s10948-021-05904-z 
	
Deepalekshmi Ponnamma, John-John Cabibihan, Mariappan Rajan, et.al.,Synthesis, optimization and applications of ZnO/polymer nanocomposites,Materials Science and Engineering: C, Volume 98,2019,Pages 1210-1240, https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.01.081 .