Комплексные подходы к характеризации наноалмазов детонационного синтеза и их коллоидных растворов (1105580), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Проводили удалениепика CO2 в области 2400–2300 см–1. Отсутствие поглощения наноалмазами в областипоглощения алмазного кристалла (2300–2000 см–1) подтверждали регистрацией спектровдиффузного отражения на спектрофотометре Simadzu IR Prestige 21. Затем однократно123сглаживали спектр по 25 точкам и дважды (второй раз убирали небольшие отрицательныезначения) корректировали базовую линию (автоматическая корректировка, число точек базовойлинии — 64, число итераций — 10). На последнем этапе определяли положение максимумовосновных пиков. Так как при НПВО измерениях глубина проникновения излучения обратнопропорциональна волновому числу, спектры НПВО для корректного сравнения со спектрамипоглощения нормируют на одну глубину проникновения.
При обработке спектров высушиванияпроводили операцию сглаживания по 25 точкам, коррекцию базовой линии, затем сновасглаживание и снова коррекцию. Программа преобразует спектр НПВО в спектр поглощения последующей формуле:ед. НПВО = ×,1000(16)Параметры автоматического определения пиков приведены в табл. 27.Методика 28. Регистрация ИК-спектра наноалмазов RUDDM при нагреванииНавеску наноалмазов RUDDM (1) (~ 0.1 г) помещали в полипропиленовую пробирку типаEppendorf объемом 2 мл, добавляли ~ 0.1 мл воды и металлическим шпателем смешивали спорошком наноалмазов.
Полученную смесь (гель) наносили на предварительно нагретый до105С кристалл НПВО, прижимали винтом с полусферической насадкой и сразу же запускалипроцедуру регистрации спектров (параметры указаны в табл. 28). Спектры регистрировали втечение 70 мин.124Таблица 26 — Параметры регистрации спектров порошков наноалмазов в средней ИК областиРежим измерения (итоговый спектр)Спектральный диапазон, см–1Разрешение спектра фона, см–1Число сканирований спектра фонаРазрешение спектра образца, см–1Число сканирований спектра образцаФазовое разрешениеФазовая коррекцияФункция аподизацииИнтерполяцияИрисовая диафрагмаПредварительное усилениеУсиление сигнала фонаУсиление сигнала пробыСкорость сканераДетекторИсточникСветоделительФонATR (НПВО) спектр7000–400 (Vertex 70)4000–650 (Cary 630)25025016MertzBlackman-Harris 3-Term26 ммRefАвтоматическоеАвтоматическое10 кГцRT_DLaTGsMIRKBrАлмазный кристалл с опущенным на негозажимным винтом с плоской насадкойТаблица 27 — Параметры автоматического определения пиков в ИК-спектре в программеOPUS 6.5.Метод поиска пиковПоиск минимумовNumber of peaks:ЧувствительностьНачало диапазона поиска, см–1Конец диапазона поиска, см–1Абсолютная высота пикаОтносительная высота пикаСтандартныйНет7>1.5%4000400>0< 0%Таблица 28 — Параметры регистрации спектров геля наноалмазов при высыхании.Режим измерения (итоговый спектр)ATR спектрСпектральный диапазон, см–1Разрешение спектра фона, см–1Время сканирования спектра фона, минРазрешение спектра образца, см–1Время сканирования спектра образца, мин7000–40020.520.51255.2.
ИК-спектроскопия коммерческих образцовНа первом этапе исследований поверхности наноалмазов мы зарегистрировали ИК-НПВОспектры в области 7000–650 см–1 всех исходных коммерческих образцов и обработали их какописано в методике 27. Подчеркнем, что для регистрации НПВО спектров наноалмазов можноиспользовать только алмазные кристаллы, поскольку при сдавливании алмазного порошкаприжимным винтом приставки любой другой кристалл будет неизбежно и необратимоповрежден. Полученные спектры поглощения после проведения НПВО-коррекции (вкоординатах оптическая плотность–волновое число) представлены на рис. 33– 35.
Спектрыприведены со смещением в 0.02 единицы оптической плотности для удобства и наглядности,однако не нормированы, что дает представление о характерных оптических плотностях при ИКНПВО измерениях наноалмазов. Однако следует подчеркнуть, что абсолютная интенсивностьполос в ИК-НПВО в силу физических основ метода зависит от площади контакта порошка скристаллом, поэтому может варьироваться от измерения к измерению и, тем более, от образца кобразцу, поэтому не стоит придавать ей слишком большого значения. Дополнительно втаблицах 29 и 30 представлены частоты максимумов характеристических полос поглощения.Анализ спектров и таблиц позволяет условно выделить несколько характерныхдиапазонов, отмеченных на рис.
33– 35 пунктирными линиями.Область 7000–4000 см–1. Этот диапазон не представлен ни на одном из рисунков низдесь, ни далее, поскольку не содержит никаких полос поглощения и, таким образом,неинформативен. Поэтому можно рекомендовать при регистрации ограничиватькоротковолновую область 4000 см–1 для экономии времени.Область 3800–3000 см–1. В этом диапазоне находится очень широкая, интенсивнаянесимметричная полоса поглощения группы OH (с максимумом в районе 3400 см–1),принадлежащих адсорбированной воде, поверхностным группам OH и водороднымсвязям. Это очень характерная полоса колебаний OH, поэтому можно уверенноутверждать о наличии таких групп в том или ином виде. На некоторых образцах, такихкак RDDM SDND довольно заметно, что указанная полоса представляет собойсуперпозицию нескольких полос, разрешить которые, к сожалению, можно лишьматематически (что не представляет интереса в рамках данной работы).
Поэтому нельзяисключить наличия полос колебаний аминов, скрытых более интенсивной OH полосой(амиды можно исключить по химическим соображениям из-за их гидролиза в условияхобработки горячими сильными кислотами). На коротковолновом плече этой OH-полосыпочти во всех образцах лежат слабые пики с максимумами около 3750 и 3690 см–1.126A0.140.120.10.080.060.040.0203850360033503100RUDDM (1)NanoAmando 20092850260023502100RUDDM (2)NanoAmando 20121850160013501100850ν, 600см-1RUDDM (3)RDDMРис. 33.
Спектры поглощения в средней ИК области (4000–650 см–1) порошков наноалмазов, зарегистрированные с помощью приставкиНПВО. Максимумы полос поглощения приведены в таблицах 29 и 30. Пунктирные линии разделяют области спектра, подробнообсуждаемые в тексте.127A0.180.160.140.120.100.080.060.040.020.003850360033503100SDNDG02285026002350WNDG21001850160013501100850ν, 600см-1G01UDD-AlitРис. 34. Спектры поглощения в средней ИК области (4000–650 см–1) порошков наноалмазов, зарегистрированные с помощью приставкиНПВО. Максимумы полос поглощения приведены в таблицах 29 и 30.
Пунктирные линии разделяют области спектра, подробнообсуждаемые в тексте.128A0.160.140.120.100.080.060.040.020.00385036003350УДА-С-ГОУДА-СП310028502600УДА-СУДА-ГО-СП2350210018501600УДА-ТАНУДА-ГО-СП-М113501100850ν, см600-1УДА-СТПУДА-ГО-СП-М2Рис. 35. Спектры поглощения в средней ИК области (4000–650 см–1) порошков наноалмазов, зарегистрированные с помощью приставкиНПВО.
Максимумы полос поглощения приведены в таблицах 29 и 30 . Пунктирные линии разделяют области спектра, подробнообсуждаемые в тексте.129Таблица 29 — Положения максимумов основных полос поглощения в спектрах порошков коммерческих наноалмазовДиапазон,см–1RUDDM(1)RUDDM(2)RUDDM(3)3800–3000369036913743340734173402RUDDMнефр.RDDMUDDNanoGroupSDNDWND3747338334233000–28001800–1500UDD-Alit3362GG01G02341533913749339434173399340629592960293329361756175617501754177117501755177917911725172617291635163516341635163016351632163716301629163016301442141912431244142913831500–80013731368136813701267126012611268118711901103132312921257125413211250125612471149111311251123108910951151111411271104988800–650932828643694679678130Таблица 30 — Положения максимумов основных полос поглощения в спектрах порошков коммерческих наноалмазовДиапазон,см–13800-30003000-2800G01PNanoAmando2009NanoAmando2012368436823390337629412651УДАТАНУДАСТПУДАГУДА-СУДА-СГО369334053388УДА-СПУДАГО-СП3679338733981500-8003687369133893408338129512963297429412943264929262930287628782650266416391641146614611391139513281327171717161742173717491736174317411634163016341632162716281636163515591561156115601459УДАГО-СПМ234102800-18001800-1500УДАГО-СПМ1146113231321132712661263126111251099112513291128133613251323125112521257125611101112109111171251109010841048948800-650829755972836756836131Область 3000–2800 см–1.
В этой области лишь у некоторых образцов проявляютсянебольшие пики с частотами 2960 и 2930 см–1. Это характерные частоты валентныхколебаний CHx, но сказать, образуют ли они углеводородные фрагменты или нет, нельзя.Отметим, что эти колебания присутствуют в спектрах только некоторых наноалмазов,что объяснить затруднительно.Область 2800–1800 см–1. В этом диапазоне у образцов УДА-ГО-СП-М1 и УДА-ГО-СПМ1 проявляется очень слабая полоса около 2655 см–1 (она практически незаметна в томмасштабе, который использован для построения рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
