Структурні властивості полімерного нанокомпозиту сульфіду цинку з альгінатом

Abstract

Методами растрової електронної мікроскопії, дифрактометрії та рентгено-флуоресцентної спект- рометрії проведено порівняння структурних і субструктурних характеристик плівок чистого сульфіду цинку та біополімеру на основі композиту ZnS з альгінатом. Плівки та наноструктури сульфіду цинку були отримані шляхом хімічного осадження з водного розчину нітрату цинку, тіамочевини та альгі- нату натрію при температурі 90 С та часі синтезу 30-120 хв. Встановлено, що ріст конденсату відбувається шляхом формування наноточок сульфіду цинку з подальшим зарощуванням проміжків між нанозернами частинками альгінату. В результаті розраху- нку полюсної густини та орієнтаційного фактору було підтверджено існування аксіальної текстури [111] як у чистих плівках ZnS так і нанокомпозитах. Показано, що значення сталої гратки конденса- тів чистого ZnS змінювалися в інтервалі а = 0,53266-0,54419 нм, в той час як період гратки шарів ZnS у складі полімерного нанокомпозиту з альгінатом лежав у діапазоні а = 0,53490-0,56261 нм та склад- ним чином залежав від часу синтезу шарів. Встановлено, що середній розмір областей когерентного розсіювання (ОКР) плівок чистого ZnS у кристалографічному напрямі [111] слабо змінювався в усьому діапазоні дослідженого часу осадження (L(111) = 14-29 нм). Для ZnS в складі полімерного нанокомпозиту розмір ОКР лежав в інтервалі L(111) = 21-38 нм, тобто в середньому він був більшим ніж у чистому ZnS.

Методами растровой электронной микроскопии, дифрактометрии и рентгено-флуоресцентной спектрометрии проведено сравнение структурных и субструктурных характеристик пленок чистого сульфида цинка и биополимера на основе композита ZnS с альгинатом. Пленки и наноструктуры сульфида цинка были получены путем химического осаждения из водного раствора нитрата цинка, тиамочевины и альгината натрия при температуре 90 С и времени синтеза 30-120 мин. Установлено, что рост конденсата происходит путем формирования наноточек сульфида цинка с последующим заростанием промежутков между нанозернами частицами альгината. В результате расчета полюсной плотности и ориентационного фактора было подтверждено существование аксиаль- ной текстуры [111] как в чистых пленках ZnS так и нанокомпозитах. Показано, что значения посто- янной решетки конденсатов чистого ZnS изменялись в интервале а = 0,53266-0,54419 нм, в то время как период решетки слоев ZnS в составе полимерного нанокомпозита с альгинатом лежал в диапазоне а = 0,53490-0,56261 нм и сложным образом зависел от времени синтеза слоев. Установлено, что средний размер областей когерентного рассеяния (ОКР) пленок чистого ZnS в кристаллографическом направлении [111] слабо менялся во всем диапазоне исследованного времени осаждения (L(111) = 14-29 нм). Для ZnS в составе полимерного нанокомпозита размер ОКР лежал в ин- тервале L(111) = 21-38 нм, то есть в среднем он был большим чем в чистом ZnS.

The comparison of structural and substructural characteristics of pure zinc sulfide and biopolymer based on ZnS composite with alginate was held by scanning electron microscopy, diffraction and X-ray fluorescence spectrometry. Films and nanostructures of zinc sulfide were obtained by chemical bath deposition from an aqueous solution of zinc nitrate, sodium alginate and tiaourea at 90 C and synthesis time of 30-120 min. It is established that growth occurs through the formation of condensate nanodots of zinc sulfide followed by merging the gaps between nanograins by alginate particles. As a result of the calculation of pole density and factor orientation it is confirmed the existence of axial texture [111] both in pure ZnS films and nanocomposites. It is shown that the lattice constants of condensates of pure ZnS vary in the range of a = 0.53266-0.54419 nm, while the lattice parameters of alginate consisting ZnS polymer nanocomposites are in the range of a = 0.53490-0.56261 nm and the inextricably dependent on time of synthesis layers. It is established that the average size of coherent scattering domains (CSD) of films of pure ZnS in the crystallographic direction [111] is weekly changed during the deposition time (L(111) = 14-29 nm). For ZnS composed of polymer nanocomposite CSD sizes vary in the range of L(111) = 21-38 nm that is larger than for pure ZnS.