Рентгенофазовий аналіз

 

Рентгенівські види аналізу - методи вивчення внутрішньої будови твердих тіл та за допомогою рентгенівського проміння. Ці методи дають можливість встановити наявність тих чи інших фаз і визначити їх кристалічну структуру.

Основним завданням є ідентифікація за набором міжплощинних віддалей і відносними інтенсивностями різноманітних фаз і їх суміші на основі аналізу дифракційної картини одержаної з досліджуваних полікристалічних зразків.

В основі рентгенівських методів аналізу лежать дві особливості рентгенівських променів:

)   здатність проникати в речовину;

)   здатність дифрагувати від частинок, з яких складається речовина.

Дифракцію рентгенівських променів можна розглядати як відбиття цих променів від атомних площин кристалу і описати рівнянням Вульфа-Брегга, згідно з яким максимуми інтенсивності дифракційної картини повинні задовольняти умови:

 

nλ=2dsinθ,

 

де n - ціле число (1, 2, 3...), яке називається порядком відбиття, λ - довжина хвилі рентгенівського випромінювання, d - мінімальна міжплощинна віддаль, θ - кут відбиття [22].

В основі рентгенофазового аналізу лежать наступні принципи:

порошкова дифрактограма є індивідуальною характеристикою кристалічної речовини;

кожна кристалічна фаза дає завжди однаковий дифракційний спектр, що характеризується набором міжплощинних відстаней і інтенсивностей ліній, які належать тільки даній кристалічній фазі;

рентгенодифракційний спектр від суміші індивідуальних фаз є суперпозицією їх дифракційних спектрів;

по дифракційному спектру суміші можлива кількісна оцінка співвідношення кристалічних фаз, що присутні у досліджуваному зразку.

Знаючи довжину хвилі монохроматичного (характеристичного) рентгенівського випромінювання і кути відбиття, обчислюють міжплощинні віддалі, параметри елементарної комірки, встановлюють структуру і просторове розташування атомів в кристалічній ґратці [23].

 

РОЗДІЛ 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА

Сонохімічний метод синтезу НЧ цинк оксиду (зразки 109, 110, 123, 126, 140, 141, 191-194, 210)

 

У хімічному стакані на 250 мл оснащеному механічною мішалкою розчинили наважку цинк ацетату масою 2 г (0,01 моль) у 100 мл дистильованої води. До утвореного розчину додали 3 мл концентрованого розчину аміаку або 8 мл 10 % розчину натрій гідроксиду. Утворену суспензію цинк (ІІ) гідроксиду розкладали при перемішуванні нагріванням на киплячій водяній бані протягом 15-30 хв, або витримували за кімнатної температури при перемішуванні протягом 1 години. Утворений осад відфільтрували, промили дистильованою водою та перенесли в чистий стакан на 250 мл, додали туди 50 мл дистильованої води і 50 мл органічного розчинника. Для частини зразків додавали ще розчин 0,25 г стабілізуючої добавки. Одержану суспензію піддали дії ультразвуку потужністю 50W протягом 30-60 хв. Після цього осад відфільтрували і промили два рази дистильованою водою і ацетоном. Утворений цинк оксид сушили на повітрі.

Синтез НЧ цинк оксиду методом хімічного осадження (зразки 124, 164, 165, 184, 195, 228, 229).

У хімічному стакані на 250 мл оснащеному механічною мішалкою розчинили наважку цинк ацетату масою 2 г (0,01 моль) у 100 мл дистильованої води. До утвореного розчину додали 3 мл концентрованого розчину аміаку або 8 мл 10 % розчину натрій гідроксиду. Для частини зразків додавали ще розчин 0,25 г стабілізуючої добавки. Утворену суспензію цинк (ІІ) гідроксиду розкладали при перемішуванні нагріванням на киплячій водяній бані протягом 30 хв. Утворений осад відфільтрували, промили два рази дистильованою водою та ацетоном. Утворений цинк оксид сушили на повітрі.

Таблиця 2.1. Умови синтезу зразків НЧ цинк оксиду.

№	Сіль цинку, моль	Основа, моль	Добавка 0,25 г	Розчинник,	Час нагрівання, хв	Час дії ультра звуку, хв	Вихід, %
109	Zn(CH3COO)2 (0,01)	NaOH (0,02)	-	вода 100	30	30	83,2
110	Zn(CH3COO)2 (0,01)	NH4OH (0,02)	-	вода 100	30	30	82,3
123	Zn(CH3COO)2 (0,01)	NaOH (0,02)		вода + МЕА (50/50)	30	30	76.5
124	Zn(CH3COO)2 (0,01)	NaOH (0,02)	-	вода 100	30	-	86,6
126	Zn(CH3COO)2 (0,01)	NH4OH (0,02)	ПВС	вода 100	30	30	84.7
140	Zn(CH3COO)2 (0,01)	NaOH (0,02)	-	вода+ЕГ (50/50)	30	30	87.1
141	Zn(CH3COO)2 (0,01)	NaOH (0,02)	-	вода+ЕГ (50/50)	30	60	86.8
164	Zn(CH3COO)2 (0,01)	NaOH (0,02)	-	вода+діоксан (50/50)	30	-	85.5
165	Zn(CH3COO)2 (0,01)	NaOH (0,02)	-	вода+морфолін (50/50)	30	-	82.0
184	Zn(CH3COO)2 (0,01)	NaOH (0,02)	натрій пальмітат	вода (100)	15	-	88,5
191	Zn(CH3COO)2 (0,01)	NH4OH (0,02)	-	вода+ЕГ (100/25)	кімн. 60	30	84.7
192	Zn(CH3COO)2 (0,01)	NaOH (0,02)	-	вода+ЕГ (100/25)	кімн. 60	30	87.0
193	Zn(CH3COO)2 (0,01)	NaOH (0,02)	-	вода+гліцерил (100/25)	кімн. 60	30	86,2
194	Zn(CH3COO)2 (0,01)	NaOH (0,02)	-	вода+діоксан (100/25)	кімн. 60	30	85,4
195	ZnCl2 (0,01)	NaOH (0,02)	натрій саліцилат	вода + толуен (100/25)	15	-	88,3
210	Zn(CH3COO)2 (0,01)	NaOH (0,02)	-	вода+діоксан (100/25)	кімн. 60	30	86.6
228	ZnCl2 (0,01)	NaOH (0,02)	-	вода+діоксан (50/50)	15	-	86,4
229	ZnCl2 (0,01)	NaOH (0,02)	-	вода+морфолін (50/50)	15	-	85,7