Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
КНИГА_ ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГЕЛЕЙ.docx
Скачиваний:
2
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
9.05 Mб
Скачать

2.6. Вычисления размеров кластеров на примере гелей оксигидрата кремния и иттрия.

Определенные трудности при расчете размеров кластеров представляет неизученность характера изменения величины симплекса во времени. Дело в том, что, периодичность изменения симплекса р со временем экспериментально может быть различной. Это хорошо видно на рис.2.20-2.22 на примере оксигидратов иттрия, кремния и смешанных оксидов. Как нам представляется, полимерное связывание кластеров в оксигидрате, - явление достаточно стохастическое. И мы это обстоятельство со всей очевидностью подчеркиваем в наших работах [32-34]. А поэтому, мало того, что неоднородность полимерной связности развивается во времени, подобная полимерная неоднородность устанавливается и в самом объеме кюветы для исследования оптических свойств геля. Оператор Лизеганга справедлив лишь в узкой области полимерно связанного оксигидрата. Проанализировать же подобный гель на стохастическую неоднородность можно лишь по колебательному оптическому спектру этого геля. Именно так мы и поступаем, различая при этом регулярный колебательный спектр оптической плотности ( ) и нерегулярный, в котором по крайней мере .

Рассмотрим экспериментальные зависимости изменения оптической плотности гелей оксигидрата кремния от частоты падающего света (рис.2.18-2.20) [31]. Из рис. 2.20 следует, что только облучение гелей , полученных из нитратных растворов, пучком света длиной волны 331 нм вызывает регулярное колебательное изменение интенсивности проходящего света в соответствии с предсказаниями оператора Лизеганга. Кроме того отмечается практическое равенство минимальных значений оптической плотности геля. Для остальных длин волн колебания проходящего света носят нерегулярный характер или оптическая плотность при этом практически постоянна. Для гелей , синтезированных из хлоридных растворов, регулярному колебательному изменению интенсивности пучка прошедшего света соответствует длина волны 312 нм, рис.2.21. Для рассмотренных регулярных спектров облученных гелей были рассчитаны следующие размеры кластеров гелей (наибольший/наименьший): для пучка света с длиной волны 331 (гели получены из нитратных растворов) – 1875/458 нм, для пучка света с длиной волны 312 нм – 1928/369.7. В случае образцов оксигидрата иттрия отбор подобных регулярных колебаний интенсивности пучка проходящего света позволил получить размеры кластеров образцов, синтезированных при рН 7.0 и рН 9.7, соответственно равные 2149/418.25 и 2133/423 нм при длине волны пучка падающего света 350 нм. Итак, мы видим, что подтверждаются выводы предыдущей нашей работы [31]. Результаты настоящей работы позволили также расширить эти выводы, а именно удается увеличить спектральную область рассчитываемых (то есть реальных) размеров кластеров гелевого оксигидратного состояния. Минимальные же размеры формирующихся кластеров при этом несколько превышают длины волн пучка падающего света вследствие явления интерференции света (при его обтекании кластеров) определенной длины волны, что вполне понятно.

Особый интерес представляет характер зависимости оптической плотности смешанных гелей оксгидрата кремния и оксигидрата иттрия от времени, рис.2.22. Характер зависимости оптической плотности смешанных гелей оксигидрата кремния и оксигидрата иттрия от времени имеют совершенно нерегулярный характер, что, конечно, определяется определенными особенностями сополимеризации различных оксигидратных гелей. Повидимому, именно поэтому минимальные расчетные размеры кластеров очень сильно отличаются от длины волны падающего света, таблица 2.2. Как нам представляется именно нерегулярный характер спектра параметра во времени образцов оксигидратного геля делает невозможным расчет минимального размера кластеров в этом случае. То есть данные таблицы 2.2 скорее всего не соответствуют действительности. Исключение составляют результаты, представленные на рис.2.22 (d) – кривая 1. Минимальный размер кластера равен 414 нм, достаточно близкий длине волны падающего света. В общем-то это объяснимо, так как именно для этой кривой наблюдается относительно регулярный колебательный характер светового поглощения.

Рис.2.20

Изменение оптических характеристик гелей оксигидрата кремния во времени

Гель получен из нитратных растворов: рН синтеза 5,1, концентрация метасиликата натрия 0,2 М, толщина кюветы 20 мм, возраст образца 18 суток.

=314 нм =320 нм =312 нм

Рис.2.21

Изменение оптических характеристик гелей оксигидрата кремния во времени

Гель получен из хлоридных растворов: рН синтеза 5.1, концентрация метасиликата натрия 0.1 моль/л, толщина кюветы 20 мм, возраст образца 18 суток, длина волны светового пучка соответственно равна 314, 320, 312 нм.

a) b)

c) d)

Рис.2.22