Синтез и свойства композита наноразмерный ZnO/древесина
Аннотация
Целью работы являлся синтез нанокомпозита ZnO/древесина березы повислой (Bétula péndula) и оценка его физико-механических свойств в сравнении с немодифицированным природным полимером.
Золь-гель методом синтезированы не содержащие примесей наночастицы оксида цинка, близкой к сферической формы, с преобладающим размером частиц порядка 20 нм. Импрегнирование аморфного гидратированного Zn(OH)2 на стадии образования геля в древесный материал обеспечивает протекание реакции разложения гидроксида цинка с образованием наночастиц ZnO в древесине как нанореакторе.
Нанокомпозит ZnO/древесина демонстрирует существенное улучшение гидрофобных свойств поверхности (увеличение краевого угла смачивания в 2 раза), понижение влаго- и водостойкость (2–5 раз и 30 % соответственно), а также разбухания в радиальном (8–10 раз) и тангенциальном (10–2.6 раз) направлениях в сравнении с натуральной древесиной.
Скачивания
Литература
Sunandan B., Joydeep D. Hydrothermal growth of ZnO nanostructures. Science and Technology of Advanced Materials. 2009;10(1): 1–18. https://doi.org/10.1088/1468-6996/10/1/013001
Yang Y., Li Y.-Q., Fu S.-Y., Xiao H.-M. Transparentandlight-emittingepoxy nanocomposites containing ZnO quantum dots as encapsulating materials for solid state lighting. Journal of Physical Chemistry C. 2008; 112 (28): 10553–10558. https://doi.org/10.1021/jp802111q
Dong Y., Chaudhary D., Ploumis C., Lau K. T. Correlation of mechanical performance and morphological structures of epoxy micro/nanoparticulate composites. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2011;42(10): 1483–1492. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2011.06.015
Nebukina E. G., Khokhlov E. M., Zaporozhets M. A., Vitukhnovskii A. G., Gubin S. P. A comparative study of the structural and spectral characteristics of ZnO nanoparticles dispersed in isopropanol and polyethylene. Inorganic Materials. 2011;47(2): 143–147. https://doi.org/10.1134/S0020168511020117
Demir M. M., Koynov K., Akbey Ü., Bubeck C., Park I., Lieberwirth I., Wegner G. Optical properties of composites of PMMA and surfacemodified zincite nanoparticles. Macromolecules. 2007;40(4): 1089–1100. https://doi.org/10.1021/ma062184t
Galimova E. M. , Dorozhkin V. P. , Kochnev A. M. Vliyanie mekhanoaktivirovannykh oksida tsinka i ifenilguanidina na kinetiku sernoi vulkanizatsii izoprenovogo kauchuka [Influence of mechanically activated zinc oxide and diphenylguanidine on the kinetics of sulphur vulcanisation of isoprene rubber]. Bulletin of Kazan Technological University. 2011; (19): 144–147. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17062989 (In Russ.)
Tsang S., Avdeeva A. V., Muradova A. G., Yurtov E. V. Poluchenie nanosterzhnei oksida tsinka khimicheskimi zhidkofaznymi metodami [Preparation of zinc oxide nanorods by chemical liquid-phase methods]. Khimicheskaya Tekhnologiya. 2014;15(12): 715–722. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=22662585 (In Russ.)
Lulu X., Ye X., Baokang D., Zhangning Ye., Chunde J., Qingfeng S., Xiaohong Yu. Insitu anchoring of Fe3O4/ZIF-67 dodecahedrons in highly compressible wood aerogel with excellent microwave absorption properties. Materials & Design. 2019;182(15): 108006. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.108006
Cai T., Shen X., Huang E., Yan Y., Shen X., Wang, F., … Sun Q. Ag nanoparticles supported on MgAl-LDH decorated wood veneer with enhanced flame retardancy, water repellency and antimicrobial activity. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2020;598(5): 124878. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2020.124878
Holy S., Temiz A., Köse Demirel G., Aslan M., Mohamad Amini M. H. Physical properties, thermal and fungal resistance of Scots pine wood treated with nano-clay and several metal-oxides nanoparticles. Wood Material Science and Engineering. 2020;16(1): 1–10. https://doi.org/10.1080/17480272.2020.1836023
Qiu Z., Xiao Z., Gao L., Li J., Wang H., Wang Y., Xie Y. Transparent wood bearing a shielding effect to infrared heat and ultraviolet via incorporation of modified antimony-doped tin oxide nanoparticles. Composites Science and Technology. 2019;172(1): 43–48. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2019.01.005
Alias S. S., Ismail A. B., Mohamad A. A. Effect of pH on ZnO nanoparticle properties synthesized by sol–gel centrifugation. Journal of Alloys and Compounds. 2010;499(2): 231–237. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2010.03.174
Rani S., Suri P., Shishodia P. K., Mehra R. M. Synthesis of nanocrystalline ZnO powder via solgel route for dye-sensitized solar cells. Solar Energy Materials & Solar Cells. 2008;92(12): 1639–1645. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2008.07.015
Karpova S. S., Moshnikov V. A., Myakin S. V., Kolovangina E. S. Surface functional composition and sensor properties of ZnO, Fe2O3, and ZnFe2O4. Semiconductors. 2013;47(3): 392–395. https://doi.org/10.1134/S1063782613030123
Lidin R. A., Molochko V. A., Andreeva L. L. Khimicheskie svoistva neorganicheskikh veshchestv [Chemical roperties of inorganic substances]. Moscow: Koloss Publ.; 2006. 480 p. (In Russ.)
Qu X., Jia D. Synthesis of octahedral ZnO mesoscale superstructures via thermal decomposing octahedral zinc hydroxide precursors. Journal of Crystal Growth. 2009;311(4):1223–1228. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2008.11.079
Zhu Y., Zhou Y. Preparation of pure ZnO nanoparticles by a simple solid-state reaction method. Applied Physics A. 2008; 92 (2): 275–278. https://doi.org/10.1007/s00339-008-4533-z
Vrublevskaya V. I., Matusevich V. O., Kuznetsova V. V. Substantiation of the interaction mechanism of wood components and water. Bulletin of Higher Educational Institutions. Lesnoi Zhurnal (Forestry Journal). 2017;3(357): 152–163. https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2017.3.152
Copyright (c) 2021 Конденсированные среды и межфазные границы
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
