|
Литература
1.
Zakharov A.G., Voronova M.I., Bazanov A.V., Surov O.V. Porous composites of water-
soluble polymers with cellulose nanocrystals // Journal of Sol-Gel Science and Technology. 2019. V.
92. №. 2. P. 484-495.
2.
Surov O.V., Voronova M.I., Zakharov A.G. Functional materials based on nanocrystalline
cellulose // Russian Chemical Reviews. 2017. V. 85 №. 10. P. 907-933.
3.
Voronova M.I., Surov O.V., Afineevskii A.V., Zakharov A.G. Properties of polyacrylamide
composites reinforced by cellulose nanocrystals // Heliyon. 2020. V. 6. №. 11. P. e05529.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РНФ № 17-13-01240-П. Данные
получены с использованием оборудования центра коллективного пользования "Верхневолжский
региональный центр физико-химических исследований".
СЕКЦИЯ 3. «ЗОЛЬ-ГЕЛЬ ПЛЁНКИ, ПОКРЫТИЯ И МЕМБРАНЫ»
35
ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОЛИТИЧЕСКОЙ ПОЛИКОНДЕНСАЦИИ
ТЕТРАЭТОКСИСИЛАНА ПРИ ЗОЛЬ-ГЕЛЬ СИНТЕЗЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ПЛЕНОК ДЛЯ
СЕНСОРА МЕТАНА
Эшкобилова М.Э
1
., Сидикова Х.Г
2
.,Абдурахманов И.Э
3
.,Насимов А.М
3
.
1
Самаркандский строительно- архетиктурной институт
2
Джиззакский государственный педогогический институт
3
Самаркандский государственный университет
e-mail:
ergash50@yandex.ru
Abstract.
The work investigated the hydrolytic polycondensation of tetraethoxysilane during
sol-gel synthesis of gas-sensitive films for a methane sensor. As a result of the experiments, it was
found that it is advisable to use zinc oxide and cobalt as a gas-sensitive semiconductor layer for the
detection of methane.
На сегодняшний день одним из наиболее опасных видов аварий на бытовых и
промышленных объектах являются взрывы метана. Нижним концентрационным пределом
взрывчатости метана (НПВ) обычно принято считать 5%, а верхним пределом взрывчатости
(ВПВ) - 16%. Поэтому создания химических сенсоров и сигнализаторов обеспечивающей
взрыво- и пожаробезопасности бытовых и промышленных объектов имеет важной значение[1].
В мире особое внимание уделяется созданию экспрессных и недорогих химических сенсоров
для надежного и однозначного контроля утечек и скоплений природного газа. Анализ развития
газовых сенсоров в промышленно развитых странах показал, что
для предотвращения
взрывоопасности наиболее надѐжным является использование термокаталитических и
полупроводниковых сенсоров[2, 3]. С развитием транспорта, энергетики и нефте-газовой
промыщленности в глобальных масштабах ужесточаются требования к обеспечению
взрывобезопасности производственных и бытовых объектов[4]. Данное обстоятельство
обуславливает актуальность проведения теоретических и практических исследований,
направленных на разработку экспрессных, чувствительных и селективных сенсоров,
обеспечивающих надежный контроль взрывоопасности газовых смесей замкнутых
экологических систем.
Целью
исследования
является
исследование
гидролитической
поликонденсации
тетраэтоксисилана при золь-гель синтезе газочувствительных пленок для сенсора метана. В ходе
проведенных экспериментов изучены закономерности золь-гель синтеза газочувствительных
пленок для полупроводниковых сенсоров природного газа и метана. Одним из наиболее
распространенных прекурсоров, особенно часто применяемых в золь-гель технологии, является
алкоксисоединения. Нами в работе в качестве прекурсора использован тетроэтоксисилан
(ТЭСО). Для сдвига равновесия влево и замедления скорости реакции гидролиза ТЭОС обычно
осуществляются в присутствии этанола. В связи с этим, в качестве органического растворителя
использовали алифатические спирты. При оптимизации технологии золь-гель синтеза
газочувствительных пленок мольные соотношения исходных компонентов варьировались в
следующих интервалах: Si(OC
2
H
5
)
4
:H
2
O: ROH:HX = (1-4):(1-40):(1-45) :(0,01-0,3), где ROH
спирт, HX – кислота. В результате экспериментов установлено оптимальное соотношение:
Si(OC
2
H
5
)
4
:H
2
O: С
2
Н
5
OH:HС1=1:20:30:0,05, которое обеспечивает высокую устойчивость (450
час) пленкообразующего раствора.
Введение к силикатную матрицу оксидов металлов позволяет получать
высокочувствительные и селективные газочувствительные нанокомпозиты для химических
сенсоров горючих газов. В ходе экспериментов подробно рассмотрены процессы
структурообразования в золях на основе ТЭОС в присутствии допанта на основе ZnО. В качестве
источника модифицирующего оксида металла были использованы хлорид цинка (ZnCl
2
). Добавки
ZnО к раствору ТЭОС:Н
2
О: С
2
Н
5
ОН:НСl = 1:20:30:0,05 (при соотношении SiO2/ ZnО=2)
приводят к увеличению его вязкости и уменьшению срока стабильности. В диапазоне
соотношений SiO
2
:ZnO от 1,0:0,1 до 1,0:2,0 (в молях), чем больше количество допанта в
растворе, тем меньше срок его использования. В результате проведенных экспериментов
установлено, что в качестве газочувствительного полупроводникового слоя для детектирования
Do'stlaringiz bilan baham: |
