Диссертация (1150033), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Полоса при1115 см-1 свидетельствует о присутствии в слое анионов SO42- [123], а широкаяполоса при 575 см-1 - химических связей Zn-O и Co-O [155, 131]. Обращаюттакже на себя внимание широкие полосы поглощения с максимумами при 1480 и1390 см-1, которые могут быть отнесены к валентным колебаниям связей углеродкислород в составе карбоксильной группы карбонат-аниона [123]. Нельзя такжеисключить и присутствие в слоев ацетат-анионов, поскольку у полосы смаксимумом при 1480 см-1 имеется плечо при 1550 см-1, наиболее вероятно всоответствие с [123] обусловленное поглощением на валентных колебаниях91связей углерод-кислород в таких анионах, а также имеются полосы поглощения вобласти 2950-2800 см-1, отвечающей валентным колебаниям связей C-H.Рис. 58.
ИК-Фурье спектр пропускания слоя, синтезированного на поверхности кремнияметодом ИН в результате 30 циклов наслаивания с использованием раствора Co(OAc)2 ираствора смеси K2S2O8 и ZnSO4.По аналогии с результатами исследования слоя СДГ в работе [156] составсинтезированногослоя,такимобразом,можноохарактеризоватькакZnCo(OH)4(SO4)x(CO3)y(OAc)z∙nH2O или в упрощенном виде в предположении одоминирующей концентрации сульфат-анионов условную формулу по аналогии смногочисленными работами в данной области, например [154], записать как ZnCo-SO4-СДГ.92II.2.2.3. Синтез слоистого двойного гидроксида цинка и кобальта сиспользованием в качестве реагентов раствора Co(OAc)2 и растворасмеси NaClO и ZnCl2Для синтеза нанослоев использовался 0,01 М раствор Co(OAc)2 сравновеснымзначениемрНирастворсмесиNaClO(0,01М)итетрагидроксоцинката натрия, который получали с использованием раствораZnСl2 по методике, описанной в п.
II.1.2.Как следует из рис. 59 в результате синтеза методом ИН с использованиемэтих растворов на поверхности кремния после 30 циклов обработки образуетсяслой, который состоит из 2D нанокристаллов с толщиной примерно 15-20 нм. Изданных РСМА следует, что в состав слоя входят атомы Zn, Co, Na, Cl и O,соотношение атомных концентраций которых за исключением кислородасоответственно равно 0,8/1,0/0,4/0,07 (рис. 60). На рентгеновской дифрактограммеполученного слоя (Рис. 61) видны пики c максимумами при 34,6, 35,8 и 42,8о,относящиеся к гексагональной кристаллической структуре слоистого двойногогидроксида с условной формулой Zn1-xCoxOH-Cl [157]. Также следует отметитьпики 18,9 и 39,8о, которые вероятно могут быть отнесены к оксиду NaxCoO2 сгексагональной структурой (JCPDS 30-1182) [158].
Причем, предварительнаяоценка интенсивности данных пиков указывает на то, что основной посодержанию является структура СДГ.93Рис. 59. Электронные микрофотографии слоя, синтезированного на поверхностикремния методом ИН в результате 30 циклов наслаивания с использованием раствораCo(OAc)2 и раствора смеси NaClO и ZnCl2.94Рис. 60. Энергодисперсионный рентгеновский спектр слоя, синтезированного наповерхности кремния методом ИН в результате 30 циклов наслаивания сиспользованием раствора Co(OAc)2 и раствора смеси NaClO и ZnCl2.Рис. 61.
Рентгеновская дифрактограмма слоя, синтезированного методом ИН врезультате 30 циклов наслаивания с использованием раствора Co(OAc)2 и растворасмеси NaClO и ZnCl2.95На приведенном, на рис. 62 ИК-Фурье спектре видна интенсивная полосапоглощения с максимумом при 3390 см-1 относящаяся к колебаниям связи O-H всоставе молекул воды, а также наблюдаются полосы поглощения с максимумамипри 1500 и 1360 см-1, которые могут быть отнесены к валентным колебаниямсвязей углерод-кислород в составе карбоксильной группы, вероятно, карбонатанионов или ацетат-анионов [123].
Последние, однако, по всей видимости,присутствуют в минимальной концентрации, поскольку полосу поглощениявалентных колебаний C-H связей в области 2950-2700 см-1 на спектре обнаружитьне удалось. Полосы с максимумами при 630 и 585 см-1 могут быть отнесены квалентным колебаниям связей Zn-O и Сo-O [155, 131].Рис. 62. ИК-Фурье спектр пропускания слоя, синтезированного на поверхностикремния методом ИН в результате 30 циклов наслаивания с использованием раствораCo(OAc)2 и раствора смеси NaClO и ZnCl2.Результаты исследования слоя методом РФЭС (рис.
63) согласуются срезультатами полученными методом РСМА и подтверждают присутствие вслое атомов Co, Zn, Na, О. Широкий пик с максимумом при 780,0 эВ и96полушириной в 3,2 эВ в области 2p3/2 электронов свидетельствует всоответствии с [128] о присутствии в данном соединении ионов кобальта встепени окисления 3+. Это заключение подтверждается также отсутствием вспектре пика сателлита 2p3/2 при 785-756 эВ, характерного для Co2+ [133]. Двапика 529,6 эВ и 531,1 эВ в области 1s электронов относятся к атомамкислорода, находящимся в кристаллических решетках соответственно вхимической связи с атомами кобальта, а также кобальта и водорода [128].Рис.
63. Рентгенофотоэлектронные спектры слоя, синтезированного на поверхностикремния методом ИН в результате 30 циклов наслаивания с использованием раствораCo(OAc)2 и раствора смеси NaClO и ZnCl2.а – обзорный спектр, б - область 2рэлектронов кобальта, в - область 1s электронов кислорода.97Сравнение результатов исследований методами СЭМ, РФА, РСМА, ИКФурье и РФ-спектроскопий, таким образом, дает возможность сделать вывод осинтезе методом ИН в отмеченных условиях слоев, состоящих из нанокристалловСДГ ZnCo(OH)4(CO3)xCly∙nH2O и оксида NaxCoO2.II.2.3.4.
Синтез методом ИН нанослоев оксида марганца MxMnOy (M –Na, Zn) с использованием в качестве реагентов раствора Mn(OAc)2 ираствора смеси NaClO и ZnCl2Синтез данных слоев проводили с использованием в качестве реагентовраствора Mn(OAc)2 с концентрацией 0,01 М и равновесным значением рН ираствора смеси NaClO (0,01 М) и тетрагидроксоцинката натрия, который готовилис использованием раствора ZnСl2 по методике, описанной в п. II.1.2.Из представленной на рис. 64 электронной микрофотографии видно, чтополученный в результате 30 циклов ИН слой состоит из наночастиц сморфологией нанолистов толщиной примерно 6-12 нм. Из спектра РСМА (рис.65) следует, что в синтезированном слое присутствуют атомы Mn, Zn, Na, Cl и O,соотношение которых за исключением кислорода составляет 1,0/0,7/0,7/0,08.Эти результаты частично подтверждаются данными спектров РФЭС (рис.66), на которых видно присутствие в слое атомов Mn, Zn, Na и O.
Пики с энергией642,2 эВ и 654,2 эВ и разницей между ними равной 11,8 эВ в области электронов2p относятся к ионам марганца в степени окисления Mn4+ [143]. Что касаетсяопределениястепениокисленияатомовмарганцапутеминтерпретации,показанного на рисунке 68в спектра 3s электронов, то это не представляетсявозможным, поскольку в данной области наблюдается также интенсивная полосапоглощения 3s электронов атомов цинка.
В области 1s электронов кислородаследует отметить два пика с максимумами при 529,8 эВ и 531,8 эВ. Первый изних, вероятно, относится к кислороду в кристаллической решетке оксида, авторой - к кислороду в составе молекул воды [128].98Рис. 64. Электронная микрофотография слоя, синтезированного на поверхностикремния методом ИН в результате 30 циклов наслаивания с использованием раствораMn(OAc)2 и раствора смеси NaClO и ZnCl2.Рис.65. Энергодисперсионный рентгеновский спектр слоя, синтезированного наповерхности кремния методом ИН в результате 30 циклов наслаивания сиспользованием раствора Mn(OAc)2 и раствора смеси NaClO и ZnCl2.99Рис. 66. Рентгенофотоэлектронные спектры слоя, синтезированного на поверхностикремния методом ИН в результате 30 циклов наслаивания с использованием раствораMn(OAc)2 и раствора смеси NaClO и ZnCl2.а – обзорный спектр, б - область 2рэлектронов марганца, в - область 3s электронов марганца и цинка, г - область 1sэлектронов кислорода.Как следует из приведенного на рис.
67 ИК-Фурье спектра в состав слоявходят молекулы воды, которые могут быть определены по полосам поглощенияс максимумами при 3450 см-1 и 1640 см-1. Полосы поглощения с максимумамипри 1480 и 1380 см-1, могут быть отнесены к валентным колебаниям связейуглерод-кислород карбоксильной группы карбонат-анионов, включенных, повсей видимости, в состав слоя из атмосферы [123].
Широкая полоса смаксимумами при 495 и плечом при 600 см-1 может быть обусловленавалентными колебаниями связей Zn-O и Mn-O [159].100Рис. 67. ИК-Фурье спектр пропускания слоя, синтезированного на поверхностикремния методом ИН в результате 30 циклов наслаивания с использованием раствораMn(OAc)2 и раствора смеси NaClO и ZnCl2.Исследование методом РФА показало (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
