Nanopartiklar i fasgränsen vätska/vätska

Abstract

Nanopartikkelien kvanttimekaaniset voivat mahdollistaa äärimmäisen pienien ja nopeiden elektronisten komponenttien valmistuksen. Nanopartikkelien sovellutukset tehokkaina ja selektiivisinä katalyytteinä ovat rajattomat. Nämä sovelluskohteet vaativat valmistusmenetelmiä jotka mahdollistavat nanopartikkelien koon ja kokojakauman tarkan hallinnan. Tämän työn tavoitteena oli kehittää luotettava menetelmä metallisten nanopartikkelien valmistamiseksi sähkökemiallisesti neste/neste-rajapinnalla. Kirjallisuusosassa käsitellään nanopartikkelien ominaisuuksia ja valmistusmenetelmiä sekä esitellään neste/neste-rajapintaan liittyvät peruskäsitteet. Lopuksi tarkastellaan diffuusion kontrolloiman nukleaatioreaktion teoreettista käsittelyä. Teoriaosassa tarkastellaan diffuusion kontrolloimaa nukleaatiota neste/neste-rajapinnalla sekä johdetaan nukleaatioreaktion ylipotentiaalin yhteys rajapinnan yli vaikuttavaan potentiaaliin. Kiinteille elektrodeille esitetty potentiostaattisen nukleaation teoria laajennetaan käsittelemään neste/neste-rajapinnalla tapahtuvaa nukleaatioreaktiota. Lisäksi johdetaan uusi teoria galvanostaattiselle tapaukselle. Kahta erilaista systeemiä kokeiltiin nanopartikkelien valmistamiseksi sähkökemiallisesti. Ensimmäisessä tutkittiin TOAAuCI_(4)(1,2-DCE):n ja K_(4)Fe(CN)_(6)(w):n välistä reaktiota. Systeemi havaittiin epäsopivaksi nanopartikkelien sähkökemialliseen valmistukseen. Toisessa systeemissä saostettiin palladiumpartikkeleita rajapinnalle. Ferroseenin (1,2-DCE) ja (NH_4)_(2)PdCI_(4)(w):n välinen spontaani reaktio vaikeutti nukleaatioreaktion sähkökemiallista tutkimista. Potentiaaliaskelien vasteena saadut virtatransientit osoittivat sähkökemialliselle nukleaatiolle tyypillisiä piirteitä. Uusi galvanostaattiselle tapaukselle johdettu teoria ennusti potentiaalitransientit erinomaisesti. Tulokset viittasivat lineaariseen virran ja partikkelien lukumäärän väliseen yhteyteen. Ferroseenin diffuusiokertoimelle saatiin arvo 1,1*10[-5] cm[2]/s sekä galvanostaattisista nukleaatiokokeista että mikroelektrodilla tehdystä syklisestä voltammetriasta