Труды КНЦ (Технические науки вып.4/2023(14))

Цель данной работы — подбор методики синтеза нанонитей индий-цинк оксида с различным атомным соотношением In и Zn и изучение их чувствительности к ультрафиолетовому излучению. Р е зу л ь т а ты Синтез нанонитей индий-цинк оксида проводился методом электроспиннинга, являющимся одним из разновидностей золь-гель метода. Формирование нанонитей происходит в электростатическом поле в струе раствора полимера или полимерного расплава. Синтезированные нанонити отжигались в программируемой вакуумной печи (0TF-1200X ) в воздушной среде при температуре 600 °С в течение 5 ч. Целью отжига являлось удаление из них органических соединений и формирование устойчивых индий-цинк оксид соединений. Фотографии нанонитей (рис. 1) были получены с помощью сканирующего электронного микроскопа HitachiSU1510. На фотографиях видно, что материал имеет нитевидную структуру. Диаметр синтезированных нанонитей составил 40 -80 нм. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 4. С. 32-37. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 4. P. 32-37. Рис. 1. Фотографии индий-цинк оксид нанонитей, полученные помощью сканирующего электронного микроскопа Hitachi SU1510 Для синтеза был использован раствор из металлсодержащих соединений в этаноле. Для получения нанонитей индий-цинк оксид к смеси растворов ацетата цинка двухводного Zn(CH 3 COO )2 2 H 2 O и нитрата индия In((NO 3)3 4,5H2O в воде добавлялся раствор высокомолекулярного поливинилпирролидона (Mr = 1,3•Ю6 г/моль) в этаноле. Были приготовлены растворы с различным атомным содержанием In и Zn (закладка делалась на чистый индий, In — 95 ат. % Zn 5 ат. %, In — 80 ат. % Zn 20 ат. %, In — 40 ат. % Zn 60 ат. %, In — 50 ат. % Zn 50 ат. %, In — 20 ат. % Zn 80 ат. %, чистый Zn). В процессе приготовления растворов было замечено, что чем больше процентное содержание цинка в растворе, тем быстрее раствор мутнел и выпадал осадок. Если раствор, содержащий In — 95 ат. %, Zn 5 ат. %, может храниться на протяжении нескольких месяцев, то раствор с атомным содержанием In — 20 ат. % Zn 80 ат. % выпадал в осадок уже через несколько минут. Ацетат цинка — растворимая в воде соль, является сильным электролитом. В водном растворе полностью диссоциирует на ионы: катионы цинка и ацетат-анионы. Процесс диссоциации данной соли может быть представлен в виде следующей схемы: Zn(CH3COO)2 ^ Zn2+ + 2 CH 3 COO". (1) Так как эта соль образована слабым основанием и слабой кислотой, в водном растворе она подвергается гидролизу, при этом гидролиз идет как по катиону цинка, так и по ацетат-аниону и осуществляется по двум последовательным ступеням. Первая ступень гидролиза ацетата цинка описывается следующим уравнением в молекулярном виде: Zn(CH 3 COO) 2 +H 2 O ^ (ZnOH)CH 3 COO + CH 3 COOH; (2) CH 3 COO- + HOH + Zn2+^ ZnOH+ + CH 3 COOH. (3) Уравнение (3) является сокращенным ионным уравнением: 2 CH 3 COO- + HOH + Zn2+^ ZnOH+ + CH 3 COO- + CH 3 COOH. (4) © Маркова Н. П., Березина О. Я., 2023 33