Particle size analysis and characterization of nanodiamond dispersions in water and dimethylformamide by various scattering and diffraction methods

Abstract

Během několika posledních desetiletí detonační nanodiamanty (ND) získaly zvýšenou pozornost díky jejich jedinečným fyzikálně-chemickým vlastnostem. Tento článek představuje tepelně žíhané ND rozptýlené ultrazvukem a oddělené odstředěním v deionizované vodě a dimethylformamidu v pěti hmotnostních koncentracích od 0,05 do 1% . Termogravimetrická analýza (TGA) a diferenciální skenovací kalorimetrie (DSC) byly použity ke studiu tepelného chování ND. Krystalografické vlastnosti vzduchem žíhaného a dispergovaného ND byly vyšetřeny rentgenovou difrakcí (XRD). Byly analyzovány disperze ND statickým rozptylem světla (SLS), dynamickým rozptylem světla (DLS), rentgenový rozptylem ultramalých a malých úhlů (USAXS / SAXS) a pomocí vysoko-rozlišovací mikroskopie (HRTEM). SLS a DLS dávají podobné výsledky ND agregátů střední velikosti mezi ~ 61 a 73 nm, bez ohledu na typ rozpouštědla a koncentrace. Pro disperze s rostoucím koncentrací ND, nebyla pozorována ani zvětšená velikost agregátu ani rozdílná kinetika separace během sonikace. USAXS / SAXS stanovil velikost agregátů (2Rg) v rozmezí od 57 do 65 nm a velikost primárních částic od 5,4 do 5,8 nm. HRTEM vykazoval přítomnost větších agregátů v rozměrech desítek nanometrů ve vodě i v DMF. Velikost primárních částic v rozmezí 5,5 až 6 nm ve velmi dobré shodě se SAXS.

Description

Subject(s)

Nanodiamanty, Nanodisperze, Rentgenová difrakce, Statický rozptyl světla, Dynamický rozptyl světla, Malo-uhlový RTG rozptyl

Citation

KOVÁŘÍK, T. ., BĚLSKÝ, P. ., RIEGER, D. ., ILAVSKÝ, J. ., JANDOVÁ, V. ., MAAS, M. ., ŠUTTA, P. ., POLA, M. ., MEDLÍN, R. . Particle size analysis and characterization of nanodiamond dispersions in water and dimethylformamide by various scattering and diffraction methods. JOURNAL OF NANOPARTICLE RESEARCH, 2020, roč. 22, č. 2, s. nestránkováno. ISSN: 1388-0764
OPEN License Selector