olish; Kremniy(IV)oksid nanozarrachalari bir necha xil usullarda olinadi. Eng keng
nanozarrachalarini olish uchun metal alkoksidlari, tetraetilortosiikat yoki Na2SiO3, HCl,
boriladi.Si(OC2H5)4+HOH(Si(OC2H5)3OH+ C2H5OH. ≡Si-OH+HO-Si≡ <=> (≡Si-
O-Si≡)+HOH. ≡Si-O-C2H5+ HO-Si≡ <=> (≡Si-O-Si≡)+ C2H5OH
Zol-gel usuli Metall oksidlar yoki kamdan-kam hollarda metall sulfidlarga asoslangan
maxsus tayyorlangan kolloid eritmalardan noorganik nanomateriallarni sintez qilish
usullari keng qo‘llaniladi. Birinchi marta bu usul Ebelman tomonidan 1846- yilda
silikagelini olish uchun ishlatilgan va shu vaqtdan boshlab oddiy va murakkab oksidlarni
tayyorlash uchun tobora keng qo‘llanilmoqda. Bu usulda kolloid eritmada tarkibiy
qismlarning nisbati ko‘pincha erkin o‘zgarishi mumkin; bunda past eruvchanlik to‘siq
bo‘lmaydi, chunki kolloid sistemalar uchun "eruvchanlik" tushunchasining o‘zi qat'iy
ma'noda qo‘llanilmaydi. Bundan tashqari, kolloid sistema juda kichik zarrachalardan
iborat bo‘lib, ular quritilganda fazada turlicha taqsimlanadi va shu bilan turli xil
xususiyatlarga ega materiallar olinishi mumkin. Masalan, oksidning kolloid eritmasi
suyuqliklarni tozalash uchun filtrlash (masalan, ichimlik suvi) g‘ovakli membrana
olasiz. Kolloid eritmani berilgan teshik kattaligiga ega filtrlardan o‘tkazib, shu bilan
birga uni quritib, tolalarni tayyorlash mumkin. Bunday eritmalarni oddiy quritish
natijasida katalizatorlar tayyorlash yoki zich keramika buyumlari yoki ko‘zoynaklarni
olish uchun ishlatiladigan, o‘ziga xos yuzasi katta bo‘lgan kukunlar hosil bo‘ladi. Ushbu
usullarning umumiy nomi, zolgel texnologiyasi deyilib, sodir bo‘ladigan jarayonlar
kolloid eritmadan (zol) kolloid cho‘kma (gel) ga o‘tishiga asoslangan. Gelatsiyani turli
yo‘llar bilan hosil qilinib, mitsella yoki polimer gellarni vujudga keltirish mumkin.
Birinchi holda, cho‘ktirish shartlari eritmada mitsella yuzasida qo‘sh elektr qavatni
zararsizlantiradigan elektrolitlar borligi yoki zarrachalarning birikishi va yopishishi bilan
bog‘liq fazoviy omillar bilan aniqlanadi (har ikkala jarayon ham mitsella hosil bo‘lishiga
to‘sqinlik qiladi). Ikkinchi holda, polimer zanjirining o‘sishi va tarmoqlanishini tartibga
soluvchi kimyoviy reaktsiyalarning borish sharoiti va tezligi aniqlanadi. Polimer
sistemalarida gel uzun zanjirli molekulalardan qurilgan bo‘lib, keyinchalik ular asta-sekin
o‘zaro bog‘lanib, zich tarmoqlarni beradi. Mitsella gellari vodorod bog‘lanishlari yoki
elektrostatik o‘zaro ta'sir tufayli tarmoqlanib zanjir hosil qiladigan individual kolloid
zarralardan iborat bo‘ladi. Mitsella eritmalari noorganik tuzlarning eritmalarini asoslar
ishtirokida ta’sirlashtirish yo‘li bilan tayyorlanadi, so‘ngra hosil bo‘lgan gidroksidi
cho’kmasi peptizatsiya (teskari koagulyatsiya jarayoni va dastlabki kattalikdagi
zarrachalarga agregatlar parchalanishi bilan bog‘liq; bu holda suyultirilgan elektrolit
eritmalarini muhitga kiritiladi) qilinadiAl(NO3)3+3NH3+3H2O→Al(OH)3↓+3NH4NO3
Murakkab oksid olinadigan bo‘lsa, bir nechta metallarning gidroksidlari birgalikda
cho‘ktiriladi. Polimer gellarini olish uchun eritmadagi elektrolitlarni yo‘qotish zarur,
chunki zarralar yuzasida ionlarning adsorbsiyalanishi natijasida qo‘sh elektr qavatli
qatlam hosil qiladi va misellarning hosil bo‘lishiga, barqarorlashishiga yordam beradi.
Gel olishda ko‘pincha M(OR)n—metall alkogalyatlari gidroliz reaktsiyasi ishlatiladi,
chunki bu reaktsiyalardagi yagona qo‘shimcha mahsulot juda kuchsiz elektrolitlar
bo’lgan spirtlardir. Bu holda gel hosil bo‘lish jarayoni quyidagi bosqichlardan iborat
bo‘ladi. 1) Alkogolatlarning gidrolizi: M(OR)n+H2O→M(OH)(OR)n-1+ROH
Gidrolizga bir qator omillar ta'sir qiladi: alkil guruhining tabiati, erituvchi tabiati,
alkogolatlarning eritmadagi konsentratsiyasi, harorat, jarayonni katalizlaydigan kislota va
asoslarning mavjudligi. 2) Kondensatsiya. Ushbu jarayon davomida suv yoki alkogol
molekulalari sistemadan chiqariladi va metall-kislorod bog‘lari hosil bo‘ladi. Bitta metall
atomini o‘z ichiga olgan monoyadroli kompleks esa kislorod ko‘prigi orqali bog‘langan
ikkita metall atomini o‘z ichiga olgan ikki yadroli kompleksga aylanadi: (OR)n-1M–
OH+HO–M(OR)n-1→(OR)n-1M–O–M(OR)n-1+H2O yoki (OR)n-1M–OH+RO–(OR)n-
2(OH)→(OR)n-1M–O–M(OR)n-2+ROH Bunday holda, metall atomlari bir xil va har xil
bo‘lishi mumkin. Polimer gel hosil qiluvchi noorganik molekulalar yuqori aktivlikka ega.
Agar jarayonda katalizator sifatida kislotalar va ishqorlar ishlatilsa, u holda uch o‘lchovli
tarmoqlar hosil bo’lishi bilan polimer zanjirlarini o‘zaro bog‘lash mumkin. Gel nihoyat
oksidli materialga aylanishi uchun uni qayta ishlashning bir necha bosqichlaridan o‘tishi
kerak. Ulardan birinchisi "qarish", ya'ni vaqt o‘tishi bilan sodir bo‘lgan o‘zgarishdir. Bu
muqarrar, chunki kolloid cho‘kma—gel sistemasi muvozanatli emas. Shundan so‘ng
shakllantirish, quritish, issiqlik bilan ishlov berish jarayoni olib boriladi. Ushbu
jarayonlarning qanday amalga oshirilishiga qarab, kukun, tolalar, plyonkalar va briketlar
shaklida nanomateriallarni olish mumkin. Tolalar va nanoplyonkalarni olish uchun
polimer gel ishlatiladi. Agar tolalarni olish zarur bo‘lsa, u filtrlardan majburan o‘tkaziladi
va bir vaqtning o‘zida quritiladi, natijada erituvchidan ajratib olinadi. Qoplamlarni olish
uchun qattiq tashuvchining yuzasiga polimer geli surtiladi va quritiladi. Agar polimer geli
oddiygina xona haroratida quritilsa, u holda erituvchining chiqarilishi kapillyar bosim
kuchlarining paydo bo‘lishiga va ustunligiga olib keladi, bu esa o’z navbatida, unda
bosim paydo bo‘lishi natijasida gelning uch o‘lchovli tuzilishini deformatsiyasiga olib
keladi. Buning natijasida shishasimon yoki kompakt mahsulotlar hosil bo‘lishi mumkin.
Agar erituvchi geldan kritik ustidagi harorat va bosimda chiqarilsa, kapillyar bosim
minimallashtiriladi; bu holda aerogel hosil bo‘ladi-amorf modda, masalan, yuqori ichki
sirt maydoni, past zichlik va past elektr o‘tkazuvchanligi kabi ba'zi bir noyob
xususiyatlarni namoyish etadi. Shunday qilib, usul sxemasi quyidagicha ifodalanishi
mumkin: Ushbu usul yordamida nafaqat oddiy, balki murakkab oksidlar, masalan,
o‘chami 1 μm dan kam bo‘lgan PbTiO3, PbZrO3, LiNbO3 lar va o‘lchamlari 10-100nm
bo‘lgan kamyob er metallarining molibdatlari olingan.
Do'stlaringiz bilan baham: 
