ในสาขานาโนเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นการสังเคราะห์อนุภาคนาโนได้กลายเป็นหัวข้อที่น่าสนใจของการวิจัยเนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากวัสดุจำนวนมาก อนุภาคนาโนค้นหาการใช้งานในอุตสาหกรรมที่หลากหลายรวมถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์การแพทย์และวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม ในฐานะซัพพลายเออร์ DTBP (di - tert - butyl peroxide) ฉันมักจะถูกถามเกี่ยวกับการใช้ DTBP ที่อาจเกิดขึ้นในการสังเคราะห์อนุภาคนาโน ในโพสต์บล็อกนี้ฉันจะสำรวจคำถามนี้โดยละเอียด
ทำความเข้าใจ DTBP
DTBP เป็นเปอร์ออกไซด์อินทรีย์ที่มีสูตรเคมี (C_8H_ {18} O_2) มันเป็นของเหลวที่ไม่มีสีที่มีกลิ่นจาง ๆ สารประกอบนี้เป็นที่รู้จักกันดีสำหรับปฏิกิริยาที่สูงเนื่องจากมีพันธะเปอร์ออกไซด์ ((-o - O-)) DTBP มักใช้เป็นตัวริเริ่มที่เป็นอิสระ - หัวรุนแรงในปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันต่างๆ มันสลายตัวที่อุณหภูมิสูงเพื่อสร้างอนุมูลอิสระซึ่งสามารถเริ่มต้นโพลีเมอไรเซชันของโมโนเมอร์
การสลายตัวของ DTBP สามารถแสดงได้ด้วยสมการต่อไปนี้:
((CH_3) _3COOC (CH_3) _3 \ rightArrow2 (ch_3) _3co^{\ cdot})
โดยที่ ((ch_3) _3co^{\ cdot}) คือ Tert - Butoxy Free Radical อนุมูลอิสระเหล่านี้เป็นสายพันธุ์ที่มีปฏิกิริยาสูงที่สามารถทำปฏิกิริยากับโมเลกุลอื่น ๆ เพื่อเริ่มปฏิกิริยาลูกโซ่
การสังเคราะห์อนุภาคนาโน: ภาพรวม
วิธีการสังเคราะห์อนุภาคนาโนสามารถจำแนกได้อย่างกว้างขวางเป็นสองประเภท: แนวทางด้านบนลงล่างและล่าง วิธีการด้านบน - ลงเกี่ยวข้องกับการลดลงของวัสดุจำนวนมากลงในอนุภาคนาโนผ่านกระบวนการเช่นการกัดเชิงกลการพิมพ์หินและการสปัตเตอร์ ในทางกลับกันวิธีการด้านล่าง - ขึ้นเกี่ยวข้องกับการประกอบของอะตอมหรือโมเลกุลเพื่อสร้างอนุภาคนาโน ตัวอย่างของวิธีการด้านล่าง - UP รวมถึงการตกตะกอนทางเคมี, การสังเคราะห์ SOL - gel และการสังเคราะห์ความร้อนด้วยความร้อน
ในการสังเคราะห์ด้านล่าง - ขึ้นการควบคุมขนาดอนุภาครูปร่างและคุณสมบัติพื้นผิวเป็นสิ่งสำคัญ สิ่งนี้มักจะเกิดขึ้นได้จากการใช้สารลดแรงตึงผิวตัวแทนและผู้ริเริ่ม ฟรี - ผู้ริเริ่มหัวรุนแรงมีบทบาทสำคัญในวิธีการสังเคราะห์ต่ำสุดโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสังเคราะห์อนุภาคนาโนที่เคลือบโพลิเมอร์
การใช้ DTBP ในการสังเคราะห์อนุภาคนาโน
พอลิเมอร์ - อนุภาคนาโนเคลือบ
หนึ่งในการใช้งานที่มีศักยภาพของ DTBP ในการสังเคราะห์อนุภาคนาโนคือการเตรียมอนุภาคนาโนโพลิเมอร์ - เคลือบ การเคลือบพอลิเมอร์สามารถปรับปรุงความเสถียรความเข้ากันได้ทางชีวภาพและการทำงานของอนุภาคนาโน DTBP สามารถใช้เป็นตัวริเริ่มอิสระ - หัวรุนแรงในการโพลีเมอร์โมโนเมอร์รอบ ๆ พื้นผิวของอนุภาคนาโน
ตัวอย่างเช่นในการสังเคราะห์อนุภาคนาโนทองคำที่เคลือบด้วยเปลือกโพลีเมอร์ DTBP สามารถใช้เพื่อเริ่มต้นโพลีเมอไรเซชันของโมโนเมอร์เช่นสไตรีนหรือเมธิลเมธิคริเลต อนุมูลอิสระที่สร้างขึ้นจาก DTBP สามารถทำปฏิกิริยากับโมโนเมอร์สร้างโซ่พอลิเมอร์ที่เคลือบพื้นผิวของอนุภาคนาโนทองคำ กระบวนการนี้สามารถดำเนินการในระบบตัวทำละลายที่เหมาะสมภายใต้เงื่อนไขอุณหภูมิที่ควบคุม
การสังเคราะห์นาโนคอมโพสิต
DTBP ยังสามารถใช้ในการสังเคราะห์ nanocomposites ซึ่งเป็นวัสดุที่ประกอบด้วยอนุภาคนาโนกระจายตัวในโพลิเมอร์เมทริกซ์ ในกรณีนี้ DTBP สามารถเริ่มต้นพอลิเมอไรเซชันของโพลิเมอร์เมทริกซ์ในที่ที่มีอนุภาคนาโน การทำงานร่วมกันระหว่างอนุภาคนาโนและโพลิเมอร์เมทริกซ์สามารถเพิ่มคุณสมบัติเชิงกลไฟฟ้าและความร้อนของนาโนคอมโพสิต
ยกตัวอย่างเช่นในการสังเคราะห์ของท่อนาโนคาร์บอน - โพลิเมอร์นาโนคอมโพสิต DTBP สามารถใช้ในการโพลีเมอร์พอลิเมอร์เทอร์โมพลาสติกเช่นโพลีเอทิลีนหรือโพลีโพรพีลีน อนุมูลอิสระที่สร้างขึ้นจาก DTBP สามารถทำปฏิกิริยากับโพลิเมอร์โมโนเมอร์และท่อนาโนคาร์บอนสามารถทำหน้าที่เป็นเฟสเสริมแรงในโพลิเมอร์เมทริกซ์
มีอิทธิพลต่อขนาดและรูปร่างของอนุภาค
การใช้ DTBP ในการสังเคราะห์อนุภาคนาโนอาจมีผลกระทบต่อขนาดและรูปร่างของอนุภาค อนุมูลอิสระที่สร้างขึ้นจาก DTBP สามารถส่งผลกระทบต่อนิวเคลียสและกระบวนการเจริญเติบโตของอนุภาคนาโน โดยการควบคุมความเข้มข้นของ DTBP และเงื่อนไขการเกิดปฏิกิริยาเป็นไปได้ที่จะบรรลุระดับการควบคุมขนาดและรูปร่างของอนุภาค
ในบางกรณีความเข้มข้นของ DTBP ที่สูงขึ้นอาจนำไปสู่อัตราการเกิดพอลิเมอไรเซชันที่เร็วขึ้นซึ่งอาจส่งผลให้อนุภาคนาโนที่เล็กลง ในทางกลับกันความเข้มข้นของ DTBP ที่ต่ำกว่าอาจช่วยให้การเจริญเติบโตของอนุภาคนาโนที่ควบคุมได้มากขึ้นซึ่งนำไปสู่อนุภาคขนาดใหญ่และสม่ำเสมอมากขึ้น
เปรียบเทียบกับเปอร์ออกไซด์อื่น ๆ
เมื่อพิจารณาถึงการใช้ DTBP ในการสังเคราะห์อนุภาคนาโนสิ่งสำคัญคือการเปรียบเทียบกับเปอร์ออกไซด์อื่น ๆ ที่ใช้กันทั่วไปเป็นผู้เริ่มต้นอิสระ
DCP | CAS 80 - 43 - 3 | Dicumyl Peroxide
DCP | CAS 80 - 43 - 3 | Dicumyl Peroxideเป็นอีกหนึ่งอินทรีย์เปอร์ออกไซด์ที่รู้จักกันดีที่ใช้เป็นตัวริเริ่มอิสระ - หัวรุนแรง มันมีอุณหภูมิการสลายตัวที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับ DTBP ซึ่งหมายความว่า DCP สามารถใช้ในปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันอุณหภูมิสูง ในการสังเคราะห์อนุภาคนาโน DCP อาจเหมาะสมกว่าสำหรับการใช้งานที่จำเป็นต้องใช้อุณหภูมิปฏิกิริยาที่สูงขึ้นเพื่อให้แน่ใจว่าการสลายตัวที่สมบูรณ์และการเริ่มต้นของพอลิเมอไรเซชันที่มีประสิทธิภาพ
TBPB | CAS 614 - 45 - 9 | tert - butyl peroxybenzoate
TBPB | CAS 614 - 45 - 9 | tert - butyl peroxybenzoateยังเป็นผู้ริเริ่มที่ได้รับความนิยมฟรี มันมีลักษณะการเกิดปฏิกิริยาที่แตกต่างกันเมื่อเทียบกับ DTBP TBPB สามารถสร้างอนุมูลอิสระประเภทต่าง ๆ ซึ่งอาจมีผลกระทบที่แตกต่างกันในกระบวนการโพลีเมอไรเซชันและคุณสมบัติของอนุภาคนาโนที่เกิดขึ้น
tert - butyl hydroperoxide
tert - butyl hydroperoxideเป็นเปอร์ออกไซด์ที่มีโครงสร้างที่แตกต่างกันเมื่อเทียบกับ DTBP มันสามารถใช้ร่วมกับตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะทรานซิชันในปฏิกิริยาออกซิเดชันและโพลีเมอไรเซชันบางอย่าง ในการสังเคราะห์อนุภาคนาโนมันอาจนำเสนอเส้นทางการเกิดปฏิกิริยาที่แตกต่างกันและการเลือกเมื่อเทียบกับ DTBP
ความท้าทายและการพิจารณา
ในขณะที่ DTBP มีการใช้งานที่มีศักยภาพในการสังเคราะห์อนุภาคนาโน แต่ก็มีความท้าทายและการพิจารณาบางประการ
ความปลอดภัย
DTBP เป็นสารประกอบที่มีปฏิกิริยาสูงและอาจเป็นอันตราย มันไวต่อความร้อนช็อตและแรงเสียดทาน ข้อควรระวังด้านความปลอดภัยที่เหมาะสมจะต้องดำเนินการเมื่อจัดการ DTBP รวมถึงการใช้อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลที่เหมาะสมและการจัดเก็บในสถานที่แห้งและเย็นห่างจากแหล่งที่มาของการจุดระเบิด
การควบคุมปฏิกิริยา
การสลายตัวของ DTBP เป็นกระบวนการอุณหภูมิ - ขึ้นอยู่กับ การควบคุมอุณหภูมิปฏิกิริยาที่แม่นยำเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าการสร้างอนุมูลอิสระที่เหมาะสมและเพื่อหลีกเลี่ยงปฏิกิริยาด้านข้าง นอกจากนี้ความเข้มข้นของ DTBP จะต้องได้รับการปรับให้เหมาะสมอย่างระมัดระวังเพื่อให้ได้ขนาดอนุภาครูปร่างและคุณสมบัติของอนุภาคนาโน
ความเข้ากันได้
DTBP อาจไม่เข้ากันได้กับอนุภาคนาโนและโมโนเมอร์ทุกประเภท อนุภาคนาโนบางส่วนอาจทำปฏิกิริยากับอนุมูลอิสระที่เกิดจาก DTBP ซึ่งนำไปสู่ปฏิกิริยาข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์หรือการเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติของอนุภาคนาโน ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทำการทดลองเบื้องต้นเพื่อประเมินความเข้ากันได้ของ DTBP กับระบบเฉพาะที่ใช้สำหรับการสังเคราะห์อนุภาคนาโน
บทสรุป
โดยสรุป DTBP สามารถใช้ในการสังเคราะห์อนุภาคนาโนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเตรียมโพลิเมอร์ - อนุภาคนาโนเคลือบและนาโนคอมโพสิต ความสามารถในการสร้างอนุมูลอิสระทำให้เป็นตัวริเริ่มที่มีประโยชน์ในการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์อนุภาคนาโน อย่างไรก็ตามการใช้ DTBP ต้องพิจารณาความปลอดภัยการควบคุมปฏิกิริยาและความเข้ากันได้อย่างรอบคอบ
หากคุณสนใจที่จะใช้ DTBP ในการวิจัยการสังเคราะห์อนุภาคนาโนหรือแอปพลิเคชันอุตสาหกรรมฉันขอแนะนำให้คุณติดต่อเราสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม เราเป็นซัพพลายเออร์ DTBP ที่เชื่อถือได้และสามารถให้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูงและการสนับสนุนทางเทคนิค ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราสามารถช่วยคุณในการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ DTBP ในกระบวนการสังเคราะห์อนุภาคนาโนเฉพาะของคุณ
การอ้างอิง
- F. Caruso,“ Nanoengineering ของทรงกลมของอนินทรีย์และไฮบริดกลวงโดยคอลลอยด์ templating,” Chemical Society Reviews, Vol. 32, pp. 231 - 242, 2003
- CJ Brinker และ GW Scherer, Sol - Gel Science: ฟิสิกส์และเคมีของการประมวลผลเจล Academic Press, 1990
- HW Kroto, Jr Heath, SC O'Brien, RF Curl และ Re Smalley,“ C60: Buckminsterfullerene,” ธรรมชาติ, ฉบับที่ 318, pp. 162 - 163, 1985