Technologia, właściwości fizyczne i zastosowania krzemionkowych szkieł porowatych

Pełen tekst

(1)Ewa Rysiakiewicz-Pasek. 7HFKQRORJLDZáDFLZRFL fizyczne i zastosowania NU]HPLRQNRZ\FKV]NLHá porowatych. 2ILF\QD:\GDZQLF]D3ROLWHFKQLNL:URFáDZVNLHM :URFáDZ.

(2) Recenzenci Ryszard POPRAWSKI Henryk SODOLSKI. Opracowanie redakcyjne Alina KACZAK. © &RS\ULJKWE\2ILF\QD:\GDZQLF]D3ROLWHFKQLNL:URFáDZVNLHM:URFáDZ. 2),&<1$:<'$:1,&=$32/,7(&+1,.,:52&à$:6.,(-. *. . -. :\EU]H H:\VSLD VNLHJR :URFáDZ. ISBN 83-7085-870-8. 'UXNDUQLD2ILF\Q\:\GDZQLF]HM3ROLWHFKQLNL:URFáDZVNLHM=DPQU.

(3) 63,675(&,. Wprowadzenie................................................................................................................................... 1. 6]NáDSRURZDWH .............................................................................................................................. 2. 2WU]\P\ZDQLHPDWHULDáyZSRURZDW\FKQDED]LHNU]HPLRQNL ........................................................ 2.1. 0DWHULDáZ\MFLRZ\–V]NáDVRGRZR-borokrzemianowe......................................................... 2.2. 7HFKQRORJLDNU]HPLRQNRZ\FKPDWHULDáyZSRURZDW\FK ......................................................... 2.2.1. 2WU]\P\ZDQLHV]NáDSRURZDWHJR]GZXID]RZ\FKV]NLHáVRGRZR-borokrzemianowych....... 2.2.2. 2WU]\P\ZDQLHSRURZDWHJRPDWHULDáXNU]HPLRQNRZHJRPHWRG]RO–*HOL]SRURZatego krzemu ................................................................................................................ 3. 7HNVWXUDV]NLHáSRURZDW\FK ........................................................................................................... 3.1. Metody eksperymentalne ....................................................................................................... 3.2. 2SLVWHNVWXU\V]NLHáSRURZDW\ch ............................................................................................ 4. :áDFLZRFLV]NLHáSRURZDW\FK..................................................................................................... 4.1. :áDFLZRFLRSW\F]QHV]NLHáSRURZDW\FK .............................................................................. 4.1.1. Metody eksperymentalne ............................................................................................ 4.1.2. Wyniki pomiarów i dyskusja....................................................................................... 4.2. :áDFLZRFLHOHNWU\F]QH ........................................................................................................ 4.2.1. Metody eksperymentalne ............................................................................................ 4.2.2. Wyniki i dyskusja SRPLDUyZLPSHGDQFMLRUD]SRMHPQRFL ......................................... 4.2.3. Spektroskopia dielektryczna ....................................................................................... 4.3. :áDFLZRFLPHFKDQLF]QH...................................................................................................... 4.3.1. Metody badawcze ....................................................................................................... 4.3.2. :Sá\ZZLOJRWQRFLQD]PLDQ\Z\PLDUyZOLQLRZ\FKV]NLHáSRURZDW\FK ................... 4.3.3. '\QDPLF]Q\PRGXáVSU *\VWRFL ................................................................................. 5. :\EUDQHZáDFLZRFLV]NLHáLPSUHJQRZDQ\FK ............................................................................. 5.1. ,PSUHJQDFMDV]NLHáSRURZDW\FKLPHWRG\EDGDZF]H .............................................................. 5.2. Wyniki pomiarów i dyskusja.................................................................................................. 5.2.1. :Sá\ZNRQFHQWUDFMLZSURZDG]RQ\FKVXEVWDQFMLMRQRJHQQ\FKLVWUXNWXU\V]NLHáSoURZDW\FKQDZáDFLZRFLHOHNWUyczne......................................................................... 5.2.2. :Sá\ZPRG\ILNDFMLSRZLHU]FKQLSRUyZQDZáDFLZRFLV]NLHáSRURZDW\FK .............. 5.2.3. %DGDQLDVWDQXSRZLHU]FKQLSRUyZSRGGDQ\FKVSHFMDOQHMREUyEFHZ JOHP ................ 6. 3U]\NáDG\]DVWRVRZDV]NáDSRURZDWHJR ....................................................................................... 6.1. Czujnik elektrochromowy ...................................................................................................... 6.2. CzujQLNZLOJRWQRFL ............................................................................................................... 6.3. =DVWRVRZDQLHV]NLHáSRURZDW\FKZRSW\FH ............................................................................ 6.4. =DVWRVRZDQLHV]NLHáSRURZDW\FKZRNXOLVW\FH ....................................................................... 7. Podsumowanie............................................................................................................................... Bibliografia......................................................................................................................................... 5 7 11 11 12 12 13 15 15 17 25 25 25 25 31 31 32 34 47 47 49 53 55 55 57 57 60 64 79 79 80 82 83 89 92.

(4) WPROWADZENIE. 6]NáR SRURZDWH MHVW PDWHULDáHP ]QDQ\P RG NLONXG]LHVL FLX ODW 0LPR. *H +RRG. i 1RUEHUJ >@ RSLVDOL SURGXNFM V]NáD PLNURSRURZDWHJR SUDZLH ODW WHPX Z RVWDtQLFKODWDFKREVHUZXMHVL JZDáWRZQ\SRVW SZMHJRWHFKQRORJLLLFRUD]ZL NV]H]DVWosowaQLH 6]HURNLH ]DVWRVRZDQLH V]NáR SRURZDWH PD G]L NL UR]ZRMRZL WHRUHW\F]Q\FK i eksperymenWDOQ\FKEDGDPHWDVWDELOQHMOLNZDFML [2–5]. 3RF]WNRZR V]NáR SRURZDWH VWRVRZDQR GR DGVRUSFML JD]yZ 0R*OLZRüUHJXORZaQLD SDUDPHWUyZ VWUXNWXU\ V]NLHá ZLHONRü REM WRü SRUyZ

(5) GX*D SRZLHU]FKQLD ZáaFLZD SRUyZ WHUPLF]QD L FKHPLF]QD VWDELOQRü V]NáD RUD] SURVWD WHFKQRORJLD VSRZo*H V]NáD SRURZDWH ]QDOD]á\ VL Z FHQWUXP ]DLQWHUHVRZDQLD ZLHOX EDGDF]\ * aNR PDWHULDáX SRURZDWHJR RUD] ZáDFLZRFL VXEVWDQFML NWyUH PRJ Z\SHáQLDü SRU\ GRZDá\. =DVWRVRZDQLH V]NLHá SRURZDW\FK PR H Z\QLNDü EH]SR UHGQLR ] ZáD FLZR FL V]NáD M. V]NáD : RVWDWQLFK ODWDFK SRMDZLá\ VL QRZH PDWHULDá\ SRURZDWH RSDUWH QD NU]HPLRQFH *HORZHV]NáDNU]HPLRQNRZHXWOHQLRQ\SRURZDW\NU]HP0LPR *HX]\VNXMHVL MH ró* Q\PLWHFKQLNDPLZ\ND]XMSRGREQHZáDFLZRFLIL]\F]QH QSOXPLQHVFHQFM

(6) LPDM. podobne zastosowania [6–8].. *. *. . =H Z]JO GX QD GX H PR OLZR FL ]DVWRVRZDQLD V]NLHá SRURZDW\FK EDGDQLD LFK. . . . * *. bowiem intere owy sysWHPZSRGVWDZRZ\FKEDGDQLDFKZáDFLZRFLPDWHULDáyZQLHXSRU]GNRZDQ\FK VWUXNWXU\ L ZáD FLZR FL VWDM VL QLH]Z\NOH ZD QH 6]NáD SRURZDWH V . . VXM FH QLHW\ONRMDNR PDWU\FH GRSURGXNFMLUy Q\FK HOHPHQWyZ DOH VWDQRZL PRGHO. Celem przedstawionej pracy jest analiza strukturalnych, optycznych, elektrycznych i PHFKDQLF]Q\FK ZáDFLZRFL V]NáD SRURZDWHJR SRND]DQLH NRUHODFML PL G]\ tyPL ZáDFLZRFLDPL L RSLVDQLH IL]\F]Q\FK SURFHVyZ ]DFKRG]F\FK Z HOHPHQWDFK X]\VNDQ\FK]Z\NRU]\VWDQLHPV]NáDSRURZDWHJR 3U]HGPLRWHP EDGD E\á\ V]NáD SRURZDWH RWU]\PDQH ] GZXID]RZ\FK V]NLHá VRGowo-ERURNU]HPLDQRZ\FK %DGDQR UyZQLH* NU]HPLRQNRZH PDWHULDá\ SRURZDWH X]\VNaQHPHWRG]RO-*HORUD]SRURZDW\NU]HPSRGGDQ\Uy*Q\PREUyENRPFKHPLF]Q\P. . . . %DGDQLD ZáD FLZR FL PDWHULDáyZ SRURZDW\FK Z\NRQDQR VWRVXM F PL G]\ LQQ\PL. takie metody, jak: adsorpcji-desorpcji, porozymetrii, luminescencji, spektroskopii dielektrycznej. Niektóre z metod (np. metoda interferencyjna zastosowana do pomiarów ]PLDQ UR]PLDUyZ OLQLRZ\FK V]NLHá SRURZDW\FK Z Z\QLNX DGVRUSFML ZRG\ PHWRGD XlWUDG(ZL NRZD XPR*OLZLDMFD RNUHOHQLH SDUDPHWUyZ VSU *\VWRFL

(7) V RU\Jinalne i nie.

(8) 6. Wprowadzenie. * VWZD QLe * oGDPLRUD]UR]ZLQL WRWHRUHW\F]QHPRGHOHSRWZLHUG]DMFHWHDQDORJLH=DSURSRQRZano. E\á\ GRW\FKF]DV RSLVDQH Z OLWHUDWXU]H SU]HGPLRWX 3RND]DQR GX H SRGRELH. . NWyU\FK ZáD FLZR FL IL]\F]Q\FK PDWHULDáyZ SRURZDW\FK X]\VNDQ\FK Uy Q\PL PHW. QRZHHOHPHQW\RSDUWHQDX]\VNDQ\FKV]NáDFKSRURZDW\FK. . : SLHUZV]\P UR]G]LDOH SUDF\ SU]HGVWDZLRQR LQIRUPDFMH GRW\F] FH WHFKQRORJLL. . . lsze rozdzLDá\ ]DZLHUDM Z\QLNL RU\JLQDOQ\FK SUDF DXWRUNL : UR]G]LDOH GUXJLP przedVWDZLRQRPHWRG\RWU]\P\ZDQLDV]NLHáSRURZDW\FKPHWRGWUDG\F\MQ]HV]NLHá dwuID]RZ\FK :\EyU PDWHULDáX Z\MFLRZHJR GREyU SDUDPHWUyZ WHFKQRORJLF]Q\FK oparto na danych innych badaczy RUD] QD ZáDVQ\FK GRZLDGF]HQLDFK 2PyZLRQR ZáD FLZR FLL]DVWRVRZDQLDV]NLHáSRURZDW\FKRSDUWHQDGDQ\FKOLWHUDWXURZ\FK'D. *. . UyZQLH LQQHWHFKQLNLRWU]\P\ZDQLDPDWHULDáyZSRURZDW\FKE G F\FKSU]HGPLRWHP. 5R]G]LDá WU]HFL SRZL FRQR EDGDQLRP WHNVWXU\ X]\VNDQ\FK V]NLHá SRURZaa . SRURZDW\FK : FHOX RNUHOHQLD WHNVWXU\ V]NLHá SRURZDW\FK ]DVWRVRZDQR PHWRG Ddsorpcji-GHVRUSFML SRUR]\PHWULL UW FLRZHM RUD] HOHNWURQRZHJR PLNURVNRSX VNDQLnJRZHJR : UR]G]LDOH F]ZDUW\P SU]HGVWDZLRQR Z\QLNL EDGD ZáDFLZRFL IL]\FzEDGD. W\FK UR]Ná GX ZLHONR FL SRUyZ REM WR FL RUD] SRZLHU]FKQL ZáD FLZHM SRUyZ V]NLHá. nycK V]NLHá SRURZDW\FK 0HWRGD UHODNVDFML GLHOHNWU\F]QHM ]RVWDáD ]DVWRVRZDQD GR EDGD HOHNWU\F]Q\FK D PHWRGD OXPLQeVFHQFML L SRPLDU\ WUDQVPLVML ZLDWáD GR EDGD . . V]NLHá RNUHORQR QLHQLV]F]F PHWRG IDO XOWUDG(ZL NRZ\FK RUD] PHWRG LQWHUIHUHnF\MQ XPR*OLZLDMF RNUHOHQLH ]PLDQ ]DFKRG]F\FK Z V]NOH Z Z\QLNX ]PLDQ ZLlJRWQRFL RWDF]DMFHM DWPRVIeU\ 5R]G]LDá SLW\ SRZL FRQR EDGDQLRP ZáDFLZRFL V]NLHá SRURZDW\FK SR LPSUHJQDFML LFK Uy*nymi substancjami. W rozdziale szóstym RPyZLRQR RU\JLQDOQH XU]G]HQLD X]\VNDQH ] ]DVWRVRZDQLHP V]NLHá SRURZDW\FK WaNLH MDN F]XMQLN ZLOJRWQRFL F]XMQLN HOHNWUochromowy, elementy holograficzne. RSW\F]Q\FK ZáD FLZR FL V]NLHá SRURZDW\FK :áD FLZR FL PHFKDQLF]QH EDGDQ\FK. (siatka dyfrakcyjna), element proWH]\JDáNLRF]QHM.

(9) 6=.à$3252:$7(. -boro-. 3U]H] ZLHOH ODW ZV]\VWNLH V]NáD SRURZDWH Z\WZDU]DQR ]H V]NLHá DONDOLF]QR. *. (. NU]HPLDQRZ\FK >@ 2VWDWQLR Z ZLHOX SDWHQWDFK PR QD ]QDOH ü LQIRUPDFMH. ZLDGF]FH. o PR*OLZRFLDFK X]\VNDQLD V]NáD SRURZDWHJR ]H V]NLHá V\VWHPX 1D2O–B2O3–GeO2–SiO2 F]\WH*1D2O–K2O–PbO–SiO2 [9,10]. *. 3URFHV RWU]\P\ZDQLD V]NLHá SRURZDW\FK PR QD SRG]LHOLü QD NLOND HWDSyZ Z\EyU. ogata w SiO2 GUXJD ]D Z %2O3 i Na22

(10) HNVWUDNFMD áXJRZDQLH

(11) $E\ X]\VNDü GREUHM V]NáD SRGVWDZRZHJR REUyEND WHUPLF]QD SURZDG] FDGR UR]G]LDáXID] MHGQDID]D E. . . . MDNR FL V]NáR SRURZDWH PXV] E\ü VSHáQLRQH RNUH ORQH ZDUXQNL Z VWRVXQNX GR V]NáD. . . . Z\M FLRZHJRD

(12) RELHID]\PXV] VWDQRZLüFL Já QLHPLHV]DM F VL VWUXNWXU E

(13) ID]D. , c) faza sodowo-boranowa. ERJDWDZNU]HPLRQN SRZLQQD]DZLHUDüMDNQDMZL FHM6L22 PXVLE\üáDWZRUR]SXV]F]DOQDZUR. . ztworze kwasu.. r-. 'HF\GXM F\ ZSá\Z QD VWUXNWXU X]\VNLZDQ\FK V]NLHá SRURZDW\FK PD REUyEND WH. PLF]QD > @ =ZL NV]DQLH WHPSHUDWXU\ Z\JU]HZDQLD SURZDG]L GR ]ZL NV]HQLD. Po obUyEFH WHUPLF]QHM V]NáR Z\MFLRZH SRddane jest procesowi ekstrakcji w roztworach kwasów. Wielu autorów stosuje jako SLHUZV]\ HWDS REUyEN Z JRUFHM ZRG]LH – .

(14) Z Z\QLNX F]HJR QDVW SXMH XVXQL FLHZL NV]HMF] FLDONDOLyZLWOHQNXERUX:GUXJLPHWDSLHVWRVXMHVL –3 N UR]PLDUyZ NDQDáyZ OLNZDF\MQ\FK >@. *. . UR]WZRU\NZDVyZZSRGZ\ V]RQHMWHPSHUDWXU]H7HPSHUDWXUDáXJRZDQLDRUD]F]DVV . *. *. *. EDUG]R ZD Q\PL SDUDPHWUDPL Z SURGXNFML V]NLHá SRURZDW\FK JG\ RG WHJR ]DOH \. . -boranowej [14–@3RSURFHVLHáXJRZDQLDSUyENLV]NáD zF]DOQHMZNZDVLHX]\VNXMHVL SHUNRODF\MQVWUXNWXU SoURZDW UR]SXV]F]DOQR üID]\VRGRZR. . V SU]HP\ZDQHZZRG]LHGHVW\ORZDQHMLVXV]RQH:Z\QLNXáXJRZDQLDID]\UR]SXV. *. . *. : ]DOH QR FL RG WHFKQRORJLL QLH]DOH QLH RG NRQNUHWQ\FK UR]PLDUyZ SRUyZ. V]NáD SRURZDWH G]LHOL VL QD PLNURSRURZDWH L PDNURSRURZDWH >@ 6]NáR SRURZDWH. -borokrzemianowych oURZDW\FK Z UH]XOWDFLH GRGDWNRZHM REUyENL Z ]DVDGDFK QRV] QD]Z makroporowaW\FK6]NáDPLNUR-LPDNURSRURZDWHFKDUDNWHU\]XMUy*QHUR]PLDU\REM WRüLSRZLHU]FhQLD ZáDFLZD SRUyZ =QDF]QH Uy*QLFH SDUDPHWUyZ V]NLHá PLNUR- i makroporowatych V RNUHORQH SU]H] ZáDFLZRFL WHNVWXU\ NU]HPLRQNRZHJR V]NLHOHWX W\FK V]NLHá 6]NieRWU]\PDQH SR Z\áXJRZDQLX GZXID]RZ\FK V]NLHá DONDOLF]QR. QD]\ZD VL PLNURSRURZDW\P SRGF]DV JG\ SURGXNW\ RWU]\PDQH ]H V]NLHá PLNURS. . . OHW V]NáD PDNURSRURZDWHJR MHVW ]ZL ]DQ\ JHRPHWU\F]QLH ]H VWUXNWXU GZXID]RZHJR. -. . . V]NáDVRGRZR ERURNU]HPLDQRZHJRLPDEXGRZ J EF]DVW 6]NLHOHWV]NLHáPLNURS. o-.

(15) 8. 5R]G]LDá. lnej krzemionki w poraFK V]NLHOHWX NU]HPLRQNRZHJR 3DUDPHWU\ VWUXNWXU\ V]NLHá PiURZDW\FK PD VWUXNWXU J EF]DVWR PROHNXODUQ XZDUXQNRZDQ REHFQR FL NRORLGD. * RG VWUXNWXU\ OLNZDF\MQHM V]NáD SU]HG Z\WUDZLHQLHP Z NZDVLH L RG VWUXNWXU\ ZWyUQHM NU]HPLRQNL > @ 6WUXNWXUD ZWyUQHM NU]HPLRQNL ]DOH*\ RG WDNLFK SDUDPHWUyZMDN S+ UHDJXMFHgo roztworu, jego temperatury czy rodzaj anioQX >@ : SURFHVLH áXJRZDQLD Z SRZLHU]FKQLRZ\FK L ZHZQ WU]Q\FK ZDUVWZDFK SUyENL ] SRZRGX JUDGLHQWX NRQFHQWUDFML UHDJXMFHJR UR]WZRUX L JUDGLHQWX NRQFHnWUDFML NRORLGDOQ\FK F]VWHN 6L22 WZRU] VL Uy*QH ZDUXQNL WZRU]HQLD *HOX NZDVX NU]HPRZHJR]DSHáQLDMFHJRSRU\V]NLHOHWXNU]HPLRQNowego [15]. NURSRURZDW\FK ]DOH. 'RGDWNRZD REUyEND V]NLHá PLNURSRURZDW\FK Z ]DVDGDFK SRZRGXMH UR]SXV]F]enie wysokodyspersyjnej krzemionki i wydalenie jej z porów szkieletu krzemionkoZHJR 3U]\ FDáNRZLW\P Z\GDOHQLX ZWyUQHM NU]HPLRQNL QDVW SXMH ]QDF]QH ]ZL NV]e-. . . QLH UR]PLDUyZ SRUyZ GR ZLHONR FL XZDUXQNRZDQ\FK VNáDGHP V]NáD Z\M FLRZHJR. i UH*LPHP REUyENL FLHSOQHM :L NV]H PR*OLZRFL UHJXORZDQLD VWUXNWXU\ V]NLHá Pa. . NURSRURZDW\FKRVL JDVL SU]H]VWRVRZDQLHELWHUPLF]QHMREUyENLV]NLHáZ\M FLRZ\FK. *. *. RUD] REQL HQLH SRQL HM .

(16) WHPSHUDWXU\ UR]WZRUX DONDOLF]QHJR >. *. –27]. Innym. *. VSRVREHP UHJXORZDQLD WHNVWXU\ V]NLHá PDNURSRURZDW\FK PR H E\ü GáX V]D REUyEND. w roztworach alkalicznych. Zachodzi wówczas nie tylko wydalenie wtórnej krzePLRQNL DOH UR]SXV]F]HQLH FLDQHN VDPHJR V]NLHOHWX NU]HPLRQNRZHJR D Z QDVW pVWZLHWHJR]ZL kV]HQLHREM WRFLSRUyZLLFKSURPLHQL>@ :V]NLHOHFLHSRURZDWHJRV]NáDNU]HPLRQNRZHJRPRJSRMDZLDüVL WDN*HXOWUDSory o rozmiarach kilku angstremów. W\VW SRZDQLHXOWUDSRUyZMHVW]ZL]DQH]REHFQoFL ERUX Z ID]LH NU]HPLRQNRZHM GZXID]RZHJR V]NáD ,ORü ERUX Z ID]LH NU]HPLRn. . *. NRZHM RNUH ORQD MHVW SU]H] VNáDG V]NáD Z\M FLRZHJR L UH LP MHJR REUyENL WHUPLF]QHM. . LP ZL FHM ERUX Z\VW SXMH Z V]NOH Z\M FLRZ\P W\P ZL FHM SRMDZLD VL JR Z ID]LH. . . NU]HPLRQNRZHM Z SRUyZQDQLX ]H VNáDGHP ] PQLHMV] ]DZDUWR FL ERUX L REUyEFH. w WHM VDPHM WHPSHUDWXU]H

(17) 'OD V]NáD Z\MFLRZHJR R W\P VDP\P VNáDG]LH SU]HG RbUyEN WHUPLF]Q

(18) LORü ERUX Z ID]LH NU]HPLRQNRZHM V]NáD GZXID]RZHJR So obróbce). *. MHVW W\P ZL NV]D LP Z\ V]D MHVW WHPSHUDWXUD REUyENL WHUPLF]QHM 3RGF]DV REUyENL. w NZDVLH ERU ]RVWDMH Z\áXJRZDQ\ ] ID]\ NU]HPLRQNRZHM FR SRZRGXMH WZRU]HQLH XltrapoUyZNDQDáyZRUR]PLDUDFKPROHNXODUQ\FK>@. . . 0L G]\QDURGRZD 8QLD &KHPLL &]\VWHM L 6WRVRZDQHM ,83$&

(19) ELRU F SRG XZDJ . y. ZLHONR üSRUyZZSURZDG]LáDNODV ILNDFM PDWHULDáyZSRURZDW\FKQD. • mikroporowate –UHGQLFDSRUyZPQLHMV]DQL*QP • mezoporowate –UHGQLFDSRUyZRGGRQP • makroporowate –UHGQLFDSRUyZSRZ\*HMQP Mod\ILNDFMD SDUDPHWUyZ WHNVWXU\ V]NLHá SRURZDW\FK. * SU]H] ]PLDQ ZDUXQNyZ REUyENL WHUPLF]QHM L FKHPLF]QHM DOH WDN*H SU]H] ]PLDQ VNáDGX FKHPLF]QHJR V]NáD Z\M FLRZHJR 3RND]DQR *H GURJ PRG\ILNDFML VNáDGX (dodanie tlenków Al2O3, TiO2, ZrO2GRV]NáDVRGRZR-ERURNU]HPLDQRZHJR

(20) PR*OLZH MHVW NRQWURORZDQLH ZáDFLZRFL SRZLHU]FKQL V]NLHá VWRSQLD Z\SáXNDQLD ID]\ ERUaQRZHM L Z WHQ VSRVyE IRUPRZDQLD UR]PLDUX NV]WDáWX L VXPDU\F]QHM REM WRFL SRUyZ MHVW PR OLZD QLH W\ONR.

(21) 9. 6]NáDSRURZDWH. *H GRGDQLH QDWRPLDVW GR V]NáD Z\MFLRZHJR IOXRUX SRZRGXMH 6]NáDSRURZDWHVRELHNWHP]DLQWHUHVRZDQLDZLHOXEDGDF]\G]L NLWHPX*HLFKSDUameWU\ ]DOH*QLH RG ]DVWRVRZDQLD PR*QD ]PLHQLDü Z V]HURNLP ]DNUHVLH 6]NáD SRURZDte, >@ 6WZLHUG]RQR. Z]URVWUR]PLDUyZSRUyZL]PQLHMV]HQLHSRZLHU]FKQLZáD FLZHM>@. z ]DGDQ\PL RG NLONX GR NLONXVHW QDQRPHWUyZ SRUDPL ]QDOD]á\ ]DVWRVRZDQLH MDNR SyáSU]e. SXV]F]DOQHPHPEUDQ\GRUR]G]LHOHQLDFLHNá\FKPLHV]DQLQSU]H]RGZURWQ RVPR] 5R]WZyU. . *. . nika, D]DWU]\PXMHPROHNXá\UR]WZRUXOXEMRQ\0HWRG W ]DVWRVRZDQRGRRGVDODQLDZRG\PRrVNLHM L UHJHQHUDFML FLHNyZ ZRGQ\FK > @ 6]NáD SRURZDWH X*\ZD VL Z NDWDOL]LH FKeSU]HQLNDSU]H]SRURZDW PHPEUDQ NWyUDXPR OLZLDSU]HM FLHPROHNXáRPUR]SXV]F]DO. . . PLF]QHM MDNR SRGOHJDM FH UHJHQHUDFML QR QLNL NDWDOL]DWRUyZ >@ : RVWDWQLFK ODWDFK V]NáD. *. . yPyZFR]RVWDáRZ\NRU]\VWDQHZSU]HP\OHVSR*\ZF]\PELRFKHPLLL medycynie [35, 36]. 3URV]NLLZáyNQDV]NáDSRURZDWHJRPDMV]HURNLH]DVWRVRZDQLHMDNRVWDáHDGVorbenty w ga]RZHMLFLHNáHMFKURPDWRJUDILL>–40]. SRURZDWH VWRVXMH VL UyZQLH Z NDWDOL]LH ELRFKHPLF]QHM MDNR QR QLNL QLHUXFKRP\FK HQ]. *. *. 6]NáDSRURZDWHVWRVXMHVL UyZQLH ZLQ \QLHULLHOHNWU\F]QHM3U]H]ZSURZDG]HQLH. *. GR V]NáD PLNURSRURZDWHJR FLHF]\ RUJDQLF]Q\FK RWU]\PXMH VL WHUPRPHWU\ Z JORZH. . > @ ,QQ\P SU]\NáDGHP ]DVWRVRZDQLD V]NáD PLNURSRURZDWHJR MHVW PR OLZR ü. . RWU]\PDQLD PDWHULDáX QDGSU]HZRG] FHJR SU]H] LPSUHJQDFM V]NáD RGSRZLHGQLPL P. e-. talami lub stopami [43]. . . 6]NáD SRURZDWH PDM EDUG]R GREUH ]DVWRVRZDQLH Z XU] G]HQLDFK RSW\F]Q\FK. i RSWRHOHNWURQLF]Q\FK0HWRGDLPSUHJQDFMLV]NáDSRrowatego znana jest od wielu lat [44], OHF] RVWDWQLH GZLH GHNDG\ SU]\QLRVá\ LQWHQV\ZQH EDGDQLD QDG ZSURZDG]HQLHP GR V]NáD. . SRURZDWHJR RUJDQLF]Q\FK L QLHRUJDQLF]Q\FK PROHNXá EDUZQLNyZ 0ROHNXá\ WH Z\ND]XM . . SHZQHRVREOLZR FLZVSHNWUDOQHMDEVRUSFMLIOXRUHVFHQFMLLZLGPDFKUDPDQRZVNLFK6]NáD. . SRURZDWH LPSUHJQRZDQH W\PL PROHNXáDPL PRJ E\ü ]DVWRVRZDQH MDNR F]XMQLNL JD]RZH. * o FLHM]DF]\QDE\üVWRVRZDQH. >@ :SURZDG]HQLH GR V]NLHá SRURZDW\FK EDUZQLNyZ ODVHURZ\FK GDMH PR OLZR ü SU GXNFMLVWDá\FKODVHUyZ>@6]NáRSRURZDWHFRUD]F]. *. UyZQLH MDNR PDWHULDá GR ]DSLVX LQIRUPDFML RSW\F]QHM : W\P FHOX Z V]NOH SRURZDW\P. *. *. . *. QDOH \Z\WZRU]\üREV]DU\R Uy QHMJ VWR FLRSW\F]QHM0R QDWRZ\NRQDüSU]H]SRNU\FLH. jnych fotochemicznych hologramów i soczewek gradientowych [48–@6]NáDSRURZDWHVSURGXNWHPZ\MFLRZ\PGRZ\WZRU]HQLDPLNUooptycznych elementów: wysokoaperturowych mikrosoczewek i mikroobiektywów, które PRJE\ü ]DVWRVRZDQH Z OLQLDFK ZLDWáRZRGyZ RSW\F]Q\FK Z XU]G]HQLDFK RSW\NL ]LQWegrowanej, w technice laserowej. Do tworzenia mikroptycznego elementu zastosowano. SRZLHU]FKQL SRUyZ IRRWRUH]\VWRUHP L QDVW SQLH Z\NRQDQLH NROH SURFHVyZ ]DSLVX 0HWRGD WD ]RVWDáD Z\NRU]\VWDQD Z SURGXNFML. . . SURFHV ORNDOQHJR VSLHNDQLD V]NáD SRURZDWHJR PHWRG ODVHURZ 5R]SDWU\ZDQD PHWRGD. uPR*OLZLD X]\VNDQLH PLNURRSW\F]Q\FK HOHPHQWyZ R Z\VRNLHM MDNRFL Z sposób szybki i GDMF\ PR*OLZRü PLQLPDOL]DFML UR]PLDUyZ HOHPHQWX PLNURRSW\F]QHJR >@ 6]NáR So*. *. URZDWHZ\SHáQLRQHFLHNá\PLNU\V]WDáDPL PR H E\üX \WHGRSURGXNFMLSáDVNLFKHNUDQyZ. *. o hologramów [3, 52].. DWDN HG. : Z\QLNX NRQVROLGDFML V]NLHá SRURZDW\FK Z Z\VRNLHM WHPSHUDWXU]H X]\VNXMH VL V]NáR NZDUFRZH > @ 6SLHNDQLH V]NLHá SRURZDW\FK Z\SHáQLRQ\FK RGSRZLHGQLPL.

(22) 10. 5R]G]LDá. *. . . . . . z-. NRPSRQHQWDPLGDMHPR OLZR üRWU]\PDQLDPDWHULDáyZRRNUH ORQ\FKZáD FLZR FLDFK. : Z\QLNX LPSUHJQDFML V]NáD SRURZDWHJR UR]WZRUHP PLHG]L L VUHEUD D QDVW SQLH UR ZRUDPLKDORJHQNyZLNRQVROLGDFMLRWU]\PDQRV]NáRIRWRFKURPRZH>@. *. . 6]HURNLH ]DVWRVRZDQLHV]NLHáSRURZDW\FKGRUy Q\FKFHOyZVSRZRGRZDáR NRQLHF]QR ü. . eo-. EDGDQLDVWUXNWXU\V]NLHáSRURZDW\FK-HGQRF]H QLH]EDGDQLDPLZSá\ZXSDUDPHWUyZSURF. . –. VX WHFKQRORJLF]QHJR QD WHNVWXU V]NáD SRURZDWHJR > @ SURZDG]RQR EDGDQLD ZáD FLZ. FL V]NáD RUD] PDWHULDáyZ NRPSR]\WRZ\FK X]\VNDQ\FK Z Z\QLNX ZSURZDG]HQLD GR V]NLHá SRURZDW\FK Uy*Q\FK PDWHULDáyZ 3U]H] PRG\ILNDFM WHUPLF]Q OXE FKHPLF]Q SRZLHU]FKQL SRUyZ PR*QD ]PLHQLDü ZáDFLZRFL DGVRUSF\MQH V]NLHá SRURZDW\FK >–@ : ]ZL]NX z ]DVWRVRZDQLHPZRSW\FHV]NLHáSRURZDW\FK]EDGDQRZLHOHZD*Q\FKRSW\F]Q\FKFKDUDNWeU\VW\N WUDQVPLVM ZLDWáD ZVSyáF]\QQLN ]DáDPDQLD GZyMáRPQRü >–67]. W ostatnich laWDFK Z]URVáR ]DLQWHUHVRZDQLHEDGDQLDPLZáDFLZRFLVXEVWDQFMLZSURZDG]RQ\FK GR SRUyZ V]NáD :áDFLZRFL PDWHULDáyZ ]DPNQL W\FK ZHZQWU] QDQRPHWURZ\FK UR]PLDUyZ SRUyZ PRJ E\ü PRG\ILNRZDQH 3RF]ZV]\ RG ODW RVLHPG]LHVLW\FK ;; ZLHNX SRGM WR V\VWHPaW\F]QHEDGDQLDSU]HMüID]RZ\FK WRSQLHQLHNU]HSQL FLH

(23) ZZRGRU]HKHOXneonie, ksenonie,. i organicznych wprowadzo–75]. WLHOX EDGDF]\ WUDNWXMF V]NáD SRURZDWH jako nieupo-. WOHQLHDUJRQLHLZNRPSOHNVRZ\FKPDWHULDáDFKQLHRUJDQLF]Q\FK Q\FK GR V]NáD SRURZDWHJR >. . . U] GNRZDQH SRURZDWH PDWHULDá\ RNUH ODáR PRUIRORJL SRUyZ QD SRGVWDZLH WHRULL IUDNWDOL. *. ktury fraktalne [78, 79]. ReakcjeFKHPLF]QHPL G]\]DDGVRUERZDQZRGLSRZLHU]FhQLSoUyZ REHFQRü Z SRUDFK *HOX NU]HPLRQNRZHJR PRJ ]QDF]QLH PRG\ILNRZDü PRUIoORJL SRZLHU]FKQLSRUyZ ZV]NáDFK NU]HPLRQNRZ\FK:L NV]RüLQIRUPDFMLGRW\F]FD PRrfoloJLL SRUyZ E\áD X]\VNDQD ] WUDQVPLV\MQHJR mikroskopu elektronowego, techniki adsorpcji, UR]SUDV]DQLD UHQWJHQRZVNLHJR SRG PDá\PL NWDPL >–87]. Analiza rozpraszania promieni X i QHXWURQyZ 6$;6 L 6$16

(24) SRG PDá\PL NWDPL GOD VXFKHJR V]NáD 9\FRU WHFKQLF]QD QD]ZD V]NáD SRURZDWHJR Z\VRNRNU]HPLRQNRZHJR

(25) Z\ND]DáD *H V]NáR PD SoZLHU]FKQL z wymiarem fraktalnym Dfa>@-HGQDN*HZZLHOXLQQ\FKEDGDQLDFKQLHZ\ND]XMHVL ZáDFLZRFLIUDNWDOQ\FKSRZLHU]FKQLZQDV\FRQ\FKZRGSUyENDFKV]NáD9ycor. W pracach [83, 88–@ SRND]DQR *H WDND SRZLHU]FKQLD IUDNWDOQD PR*H E\ü ÄGHIUDNWDOizowana” przez warstwy zaadsorbowanej ZRG\ -X* PDáD ]DZDUWRü ZRG\ a MHVW Z\VWDrF]DMFD GR X]yskaQLDJáDGNRFLSRZLHU]FKQL. >@3UDFHHNVSHU\PHQWDOQHZVND]XM HZLHOHPDWHULDáyZSRURZDW\FKZ\ND]XMHVWUX. *. . . . 3RPLPRGX HMOLF]E\SUDFGRW\F] F\FKV]NLHáSRURZDW\FKDNWXDOQHV EDGDQLDPDM FH. na celu poszukiwaQLHQRZ\FK]DVWRVRZDZSRáF]HQLX]SRGVWDZRZ\PLEDGDQLDPLZáaFLZRFL V]NLHá : QLQLHMV]HM SUDF\ SU]HGVWDZLRQR NRPSOHNVRZH EDGDQLD Z\EUDQ\FK V]NLHáSRURZDW\FKRGWHFKQRORJLLEDGDWHNVWXU\X]\VNDQ\FKV]NLHáRNUHOHQLDVWDQXSowierzchni porów, modyfikacML SRZLHU]FKQL SRUyZ ZSURZDG]HQLX Uy*Q\FK VXEVWDQFML GR SRUyZ D* GR RWU]\PDQLD NRQNUHWQ\FK HOHPHQWyZ X]\VNDQ\FK ] ]DVWRVRZDQLHP Z\EUa-. –95, 101, 111, 112, 114, 122, 131–133, 135–138, 143, 144, oQDQREDGDREHMPXMF\FK]DNUHVSU]HGVWDZLonej pracy. Q\FK V]NLHá SRURZDW\FK >. @:HGáXJUR]H]QDQLDDXWRUNLDQLZNUDMXDQL]DJUDQLF QLHZ\N.

(26) 2. OTRZYMYWANIE MATE5,$àÏ:3252:$7<&+ NA BAZIE KRZEMIONKI 0$7(5,$à:<-&,OWY –6=.à$62'2:2-BOROKRZEMIANOWE. . 3U]HGVWDZLRQH Z SUDF\ Z\QLNL EDGD Z\NRQDQR GOD V]NLHá SRURZDW\FK X]\VNDQ\FK. z GZyFK V]NLHá VRGRZR-ERURNU]HPLDQRZ\FK 6NáDG FKHPLF]Q\ Z ZDJ

(27) V]NLHá Z\jFLRZ\FKSRGDQRZWDEHOL:\MFLRZHV]NáRE\áRKRPRJHQLF]QHSRGF]DVJG\Z szkle VWZLHUG]RQRVHSDUDFM ID]SRZVWDáMX*ZWUDNFLHSURFHVXZ\WZoU]HQLDV]NáD 7DEHOD6NáDGFKHPLF]Q\V]NLHáZ\MFLRZ\FK ZDJ

(28). 1UV]NáD. 1 2. SiO2 58,12 62,6. B2O3 34,38 30,4. Na2O 7,36 7,0. Al2O3 0,14 –. 5\V=DOH*QRüZVSyáF]\QQLNDWUDQVPLVMLRGGáXJRFLIDOL OLF]E\IDORZHM

(29) GODV]NáDSRGGDQHJRR UyEFHWHUPLF]QHM .

(30) ZUy*Q\PF]DVLH>@. b.

(31) 12. 5R]G]LDá. 5\V=DOH*QRüZVSyáF]\QQLNDWUDQVPLVMLRGGáXJRFL. fali (liczby falowej). GODV]NáDSRGGDQHJRREUyEFHWHUPLF]QHM .

(32) ZUy*Q\PF]DVLH>@. . *. 6]NáD Z\M FLRZH SRGGDQR REUyEFH WHUPLF]QHM Z Uy Q\FK ZDUXQNDFK :LGPD WUDQVPLVMLV]NáDSRREUyEFHWHUPLF]QHMZWHPSHUDWXUDFK.L. U\VL

(33) . wskazuM *H UR]SUDV]DQLH VSRZRGRZDQH SRMDZLHQLHP VL Z V]NOH QLHMHGQRURGQRFL wzrasta wraz ze wzrostem temperatury i czasu wygrzewania. Obserwacje wizualne SRWZLHUG]DM X]\VNDQH UH]XOWDW\ 3U]H(URF]\VWH V]NáR Z\MFLRZH VWDMH VL FRUD] bar-. . G]LHM POHF]QH :DUWR ü ZVSyáF]\QQLND WUDQVPLVML PDOHMH FR ZVND]XMH. . . EDGDQ\FK SUyEHN SRMDZLDM VL QLHMHGQRURGQR FL R UR]PLDUDFK. z GáXJRFLDPLIDOLZRbV]DU]HZLDWáDZLG]LDOQHJR. *. . H Z REM WR FL. porównywalnych. 2.2. TECHNOLOGIA KRZ(0,21.2:<&+0$7(5,$àÓW POROWATYCH 2.2.1. OTRZYM<:$1,(6=.à$3252:$7EGO Z DWUFAZOWYCH SZ.,(à SODOWO-BOROKRZEMIANOWYCH. . * –933 K), – K

(34) 3R Z\JU]HZDQLX V]NáD E\á\ áXJRZDQH w 0,5 N roztworze kwasu solnego w temperaturach 323–343 K w czasie 0,25–2 godzin i w wodzie destylowanej w czasie 0,5–72 godzin, w tym samym zakresie tempeUDWXU\&] üV]NLHáZ\MFLRZ\FKSRGGDQDE\áDGRGDWNRZRZVW SQHMREUyEFHZZodzie destylowanej w temperaturze 333K w czasie 0,67 godziny. Otrzymane w ten VSRVyE V]NáD SRURZDWH E\á\ VXV]RQH Z WHPSHUDWXU]H –453 K (0,5 h). W celu usu6]NáRZ\M FLRZHSRGGDQRREUyEFHWHUPLF]QHMZUy QHMWHPSHUDWXU]H . . *. VWRVXM F Uy Q\ F]DV Z\JU]HZDQLD .

(35) 13. 2WU]\P\ZDQLHPDWHULDáyZSRURZDW\FKQDED]LHNU]HPLRQNL. QL FLD. *. HOX NU]HPLRQNRZHJR V]NáD SRURZDWH SRGGDQR GRGDWNRZHM REUyEFH Z 1. roztworze KOH („obróbka w KOH”) w temperaturze pokojowej w czasie 2 godzin. 7DEHOD:DUXQNLREUyENLWHUPLF]QHMLFKHPLF]QHMZFHOXRWU]\PDQLDEDGDQ\FKV]NLHáSRURZDW\FK. 6]NáR. 6]NáR. porowate. wyjFLRZH. I. 1. Obróbka Obróbka chemiczna termiczna (temperatura, K (temperatura, K czas, h) czas, h) H2O – –. II A B C D. 2. 923–933 / 22. –. 763 / 165 763 /165 923 /100 923 / 100. 333 / 0,67 333 / 0,67 333 / 0,67 333 / 0,67. * . . HCl. H2O. 323–333 / 0,8 323–333 / 0,8 333 / 1 333 / 1 333 / 1 333 / 1. KOH – –. 333 / 1 333 / 1 333 / 1 333 / 1. – 293 / 0,33 – 293 / 0,33. . %DGDQLD ]DOH QR FL SRURZDWR FL V]NáD RWU]\PDQHJR ]H V]NáD Z\M FLRZHJR RG F]DVX áXJRZDQLD Z\ND]Dá\. *. H ]ZL NV]DQLH F]DVX SU]HWU]\P\ZDQLD SUyENL V]NáD. w NZDVLH SRZRGXMH SRF]WNRZR Z]URVW SRURZDWRFL 'OD F]DVX áXJRZDQLD –0,5 podVWDZLH Z]JO GQHJR XE\WNX PDV\ SUyENL SR ]DNRF]HQLX SURFHVX technologicznego. JRG]LQ\ SRURZDWR ü V]NáD RVL JD VWDá ZDUWR ü >@ 3RURZDWR ü Z\]QDF]DQR QD. 5R]PLDU\ V]NLHá QLH ]PLHQLá\ VL SR SURFHVLH áXJRZDQLD : WDEHOL SU]HGVWDZLRQR. . QDMEDUG]LHM RSW\PDOQH SDUDPHWU\ SURFHVX WHFKQRORJLF]QHJR :L NV]R ü Q\FK EDGD F]. . . prezentowa-. Z\NRQDQR GOD V]NLHá X]\VNDQ\FK ZHGáXJ RSLVDQHM WHFKQRORJLL : GDOV]HM. FLSUDF\V]NáDSRURZDWHR]QDF]RQRMDNR,,,$%&L' WDEHOD

(36) :SU]\SDGNX. *. ]DVWRVRZDQLD LQQ\FK QL SRGDQR Z WDEHOL ZDUXQNyZ SURFHVX WHFKQRORJLF]QHJR LQIR. macje o tym podano w odpowiednim rozdziale.. . . r-. . %DGDQLD ZáD FLZR FL V]NLHá Z\NRQDQR GOD GZyFK W\SyZ SUyEHN V]NáD QD ZVNUR . . SRURZDWHRUD]VWUXNWXU\GZXZDUVWZRZHVNáDGDM FHVL ]ZDUVWZ\V]NáDSRURZDWHJRQD. *. . . *. SRGáR X]HV]NáDZ\M FLRZHJR*UXER üZDUVWZ\SRURZDWHM]DOH DáDRGF]DVXREUyENL. chemicznej (0,08–K

(37) LPLHFLáDVL ZSU]edziale od 50 µm do 260 µm.. 2.2.2. OTRZYMYWANIE 3252:$7(*20$7(5,$à8 KRZEMIONKOWEGO 0(72'=2/–)(/,=3OROWATEGO KRZEMU. . -*HO SU]H] K\GUROL] . oORZ\P RUD] MDNR NDWDOL]DWRU NZDV VROQ\ R VW *HQLX –70%. Roztwór energicznie PLHV]DQR Z WHPSHUDWXU]H SRNRMRZHM SU]H] JRG]LQ D QDVW SQLH XOHJDá SROLPHUyzacji w pojemnikach plastikowych przez 100 godzin. Uzyskane próbki suszono w piecu, w NWyU\PWHPSHUDWXUDSRZROLZ]UDVWDáDGR.>@ :\VRNRNU]HPLRQNRZH SUyENL SRURZDWH X]\VNDQR PHWRG ]RO. . WHWUDHWRNV\VLODQX 7(26

(38) :\M FLRZ\UR]WZyU]DZLHUDá7(26LZRG ZVWRVXQNXP.

(39) 14. 5R]G]LDá. . . $E\X]\VNDüFLHQN ZDUVWZ SRURZDWHJRNU]HPX]DSURSRQRZDQRRU\JLQDOQ PHWRG . *. zF]RQHMZ RGOHJáRFL PPRGSROHURZDQHMSá\WNL NU]HPXL ]DVWRVRZDQLHSUGXRQDW *eQLXP$ZFLJXJRG]LQ\XPR*OLZLáRX]\VNDQLHQDSRZLHU]FKQLSá\WNLZDUVWZ\SRUoZDWHM R JUXERFL µm. Porowaty krzem uzyskiwano równiH* PHWRG WUDG\F\MQ SU]H] DQRG\]DFM NU\VWDOLF]QHJR NU]HPX W\SX p (1 Ω⋅cm i 30 Ω⋅FP

(40) Z UR]WZRU]H VNáDGDMF\P. Z\áDGRZDQLDLVNURZHJR>@3U]\áR HQLHXMHPQHJRQDSL FLDGRLJá\NU]HPRZHMXPLHV. . VL ] NZDVX IOXRURZRGRURZHJR DONRKROX L ZRG\ Z VWRVXQNX REM WR FLRZ\P . . 300 µP RWU]\PDQR ZDUVWZ R grubRFL –30 µm. Utlenianie warstwy porowatego krzemu prowadzono w parze wodnej w standardowym SLHFXXWOHQLDMF\PZ temperaturze 1023 K. >@ 1D Sá\WFH NU]HPX R JUXER FL.

(41) 7(.6785$6=.,(à3OROWATYCH. 3.1. METODY EKSPERYMENTALNE 1DMF] FLHM VWRVRZDQH PHWRG\ SRPLDUX SDUDPHWUyZ WHNVWXU\ SRZLHU]FKQLD ZáaFLZD REM WRü UR]PLDU SRUyZ

(42) RSDUWH V QD DGVRUSFML JD]yZ >-100]. Pierwsze UyZQDQLH ZL*FH LORü REM WRü

(43) ]DDGVRUERZDQHJR JD]X ] MHJR FLQLHQLHP Z VWDáHM WHPSHUDWXU]H F]\OL UyZQDQLH L]RWHUP\ SRGDá /DQJPXLU 3U]\Má RQ *H VLá\ ZL*FH ]DDGVRUERZDQHF]VWHF]NLJD]XPDOHMJZDáWRZQLHZPLDU ]ZL NV]DQLDRGOHJáRFLRG SRZLHU]FKQL : ]ZL]NX ] W\P DGVRUSFML PRJ XOHJDü MHG\QLH WH F]VWHF]NL NWyUH XGHU]DM Z QLHRVáRQL W SRZLHU]FKQL FLDáD VWDáHJR WZRU]F QD QLFK ZDUVWZ MHGQoF]VWHF]NRZ 5yZQDQLH/DQJPXLUDRGHJUDáRGRQLRVáURO ZUR]ZRMXDGVRUSFMLLSU]\F]\QLáRVL do wyprowadzenia przez Brunauera, Emmetta i Tellera ryZQDQLDRSLVXMFHJRDGVRUpFM ZLHORZDUVWZRZ 3RGVWDZRZ\P ]DáR*HQLHP WHRULL %UXQDXHUD (PPHWWD 7HOOHUD %(7

(44) MHVW PR*OLZRü ]DVWRVRZDQLD UyZQDQLD /DQJPXLUD GR ND*GHM ZDUVWZ\ DGVRUpF\MQHM =JRGQLH ] W WHRUL SU]\ DGVRUSFML SDU\ F]VWHF]ND WUDILDMFD QD ]DM WH PLHMVFH. powierzchni adsorbenta nie opuszcza go natychmiast, lecz tworzy kompleks adsorpF\MQ\ %UXQDXHU (PPHWW L 7HOOHU SU]HSURZDG]LOL UR]ZD*DQLD NLQHW\F]QH L otrzymali równanie izotermy adsorpcji wielowarstwowej. Równanie to znajduje powszechne zastosowanie do wyznaF]HQLDSRZLHU]FKQLZáDFLZHM +DUNLQVL-XUD]DSURSRQRZDOLL]RWHUP DGVRUSFMLRSDUWQDWHRULLWZRU]HQLDVL Eáony adsorbatu na powierzchni adsorbentu. 3RZLHU]FKQLD L REM WRü PLNURSRUyZ PRJ E\ü REOLF]RQH PHWRG Z\NUHVX t (t-plot). Krzywa t SU]HGVWDZLD ]DOH*QRü REM WRFL ]DDGVRUERZDQHJR JD]X RG VWDW\VW\F]QHM . 8]\VNXMH VL M ] L]RWHUP\ DGVRUSFML 6WDW\VW\F]QD JUXERü EáRQ\ R]QDF]DQD t) obli-. JUXER FL ]DDGVRUERZDQHM FLHQNLHM ZDUVWZ\ RGSRZLDGDM FHM RNUH ORQ\P FL QLHQLRP. czona jest z równania Harkinsa–Jury.. . . %DUUHWW -R\QHU L +DOHQGD RSDUOL DQDOL] ]ZL ]NX PL G]\ L]RWHUP FLHNáHJR D]RWX. i UR]NáDGHP REM WRFL SRUyZ RUD] SRZLHU]FKQL QD ]DáR*HQLX *H UyZQRZDJD PL G]\ GZRPD ID]DPL JD]HP L VXEVWDQFM ]DDGVRUERZDQMHVW RNUHORQD SU]H] GZD PHFKDQizm\ IL]\F]Q DGVRUSFM QD FLDQNDFK SRUyZ RUD] NDSLODUQ NRQGHQVDFM ZHZQWU]. . *. . REM WR FLNDSLODU\1DSRGVWDZLHGDQ\FKHNVSHU\PHQWDOQ\FKXVWDOLOL]DOH QR üPL G]\.

(45) 16. . .

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51) " %

(52)

(53) * praktyczne obli

(54) a . *

(55) " $ *

(56) .

(57) . i

(58) *

(59) ody. 0

(60)

(61)

(62)

(63)

(64) 1e2

(65) " 0

(66) *

(67) *

(68) ( " 1*

(69)

(70) d

(71)

(72)

(73)

(74) " )

(75) . . . .

(76)

(77) " ) . .

(78)

(79)

(80)

(81)

(82) 1 2

(83) *k

(84)

(85) 3

(86)

(87) kapilarze. Równanie Kelvina wy

(88)

(89) *

(90) *

(91)

(92)

(93)

(94)

(95)

(96) " $ *

(97)

(98) e *

(99)

(100)

(101) " ( a " $

(102)

(103) *

(104) adsorpcji–desoprcji " %

(105) o

(106) 45

(107)

(108)

(109) " )

(110) *

(111)

(112)

(113)

(114) *6

(115) *

(116)

(117) * " $

(118)

(119)

(120)

(121)

(122)

(123)

(124)

(125) *

(126) % rtsa). $ *

(127) * " $

(128)

(129)

(130) " 7

(131)

(132)

(133)

(134)

(135)

(136)

(137) " #

(138)

(139)

(140) " $

(141) * *

(142) *

(143)

(144)

(145)

(146) "

(147)

(148) 8

(149) –Laplace’a. W wyniku .

(150) *

(151) k

(152)

(153)

(154) " 9

(155)

(156) *

(157)

(158)

(159)

(160) .

(161)

(162) $

(163) " $

(164)

(165) adsorpcji-desorpcji oraz porozymetrii. Pomiary adsorpcji-desorpcji par azotu w temperaturze 77,35 K wykonano na wielofunkcyjnej aparaturze do pomiarów po-.

(166) 7.7# :545 * ; " #

(167)

(168) <=> 1 *

(169) 45–7 mm Hg przez 24 godziny. Izotermy adsorpcji i desorpcji wykonano

(170)

(171) 30 od 1· 10–7 4" ?

(172)

(173) o .

(174)

(175) ody: •

(176) / &

(177) –Emmetta–Tellera – BET, • powierzchnia mezoporów: metoda Barretta–Joynera–Halendy – BJH,.

(178)

(179) . 17. • powierzchnia mikroporów: metoda t, • . / t, • . / &,+ " %

(180)

(181) * adsorpcji desorpcji par toluenu, al-. % 455@" -

(182)

(183)

(184)

(185) . *

(186) " 9

(187)

(188)

(189)

(190)

(191). 54 ( mperaturze pokojowej. #

(192)

(193)

(194)

(195) o

(196)

(197)

(198)

(199)

(200) o-. wywany. Metody adsorpcji– .

(201) a rozmiarów - i mezo- * A-#79" # o

(202)

(203)

(204) – S . – V e -

(205)

(206)

(207)

(208)

(209) ozymetr # BB5 * 9 '" #

(210)

(211) azowywaniu w aparacie Macropores 120 (Carbo Erba).. $

(212)

(213) C D

(214)

(215) d = 2r). #

(216) " # o

(217)

(218)

(219) ". 3.2. OPIS TEKSTURY S=.,(à3252:$7<&+. .

(220)

(221)

(222) "

(223) .

(224)

(225)

(226) . " >

(227)

(228) *

(229)

(230) dwie grupy: • A AA 7 & – rozmiar porów < 80 nm, • 9 0 – rozmiar porów > 80 nm.. *

(231) *

(232).

(233)

(234) * A AA 7 C

(235) *

(236) & 0

(237) * e

(238) .

(239) " $ 7 & A AA

(240) -desorpcji

(241) >" #

(242)

(243) SBET, powierzchnie i .

(244)

(245) Smezo-ads, Vmezo-ads) i desorpcyjnej (Smezo-des, Vmezo-des

(246) 4=

(247) >55

(248) .

(249)

(250) &,+

(251) . Smikro, Vmikro) oraz su

(252) . i

(253)

(254) p/p0 = 0,967 (Vsing)..

(255) . 18 a). b). c). d). e). f).

(256) a) A, b) B, c) C, d) D, e) I, f) II.

(257)

(258) . 19. Tabela 3. -desorpcji ! !!" " a # . $ Adsorpcja–desorpcja SBET, m2/g 2. Smezo-ads, m /g. A. B. I. II. 54,7. 27,1. 79,4. 42,3. 29,1. 15,4. 70,7. 22,4. 2. Smezo-des, m /g. 41,0. 41,3. 83,8. 27,8. Smikro, m2/g. 10,9. 4,8. 14,7. 7,32. 0,299. 0,359. 0,305. 0,045. Vmezo-ads, cm /g. 0,282. 0,281. 0,304. 0,039. Vmezo-des, cm3/g. 0,292. 0,364. 0,303. 0,043. Vmikro, cm /g. 0,007. 0,003. 0,006. 0,002. Rozmiardes, nm. 32. 47. 30. 64. 36,9. 28,9. 30. 32. Vsing, cm3/g 3. 3. Porozymetria S, m2/g 3. V, cm /g. 0,311. 0,440. Rozmiar, nm. 30. 45. P% &. 38. 48. . . .

(259)

(260)

(261)

(262) . . . . . . . . . . 5

(263) 5. ' ! ( – adsorpcja, D – desorpcja).

(264) . 20. Izotermy adsorpcji i desorpcji azotu dla próbek A i B przedstawiono na rysunku 4. Na podstawi * A-#79 AE H–4" , >

(265) 7

(266) <B= 2/g, co odpowiada *

(267)

(268)

(269) p/p0. W

(270) mikropory, a ich powierzchnia wynosi 10,9 m23" 7

(271) . . *

(272)

(273)

(274)

(275)

(276) porów o rozmiarach 10–B5

(277) >:

(278) " <" #

(279) & wynosi 27,1 m2/g i jest o .

(280)

(281)

(282) 7" ? .

(283)

(284) 2

(285) p/p0" $

(286)

(287) * mikropory, a ich powierzchnia wynosi 4,8 m 3" 7

(288) . a B w *

(289)

(290) " <

(291)

(292)

(293) o rozmiarach 15–5

(294)

(295) i

(296) B=

(297) " ;

(298)

(299)

(300) (

(301)

(302)

(303) w

(304)

(305)

(306)

(307) 7

(308)

(309) * krzemionkowego..

(310) . . . . . . .

(311) . ) # . W szkle I i AA

(312) 7 &

(313) " 1 rozmiarów porów w szkle I wykazuje ostre maksimum w obszarze 30 nm. Analiza roz . AA *

(314)

(315)

(316)

(317) i

(318) ów o rozmiarach 4–200 nm bez ostrego maksimum.. #

(319)

(320) 7 & A AA B–7 nm. Izotermy adsorpcji-desorpcji dla A AA *

(321)

(322) ikro- . a

(323) " %

(324) A AA %o

(325)

(326)

(327) " F

(328)

(329) a

(330)

(331) *

(332)

(333)

(334) w .

(335)

(336) . 21.

(337)

(338) " ?.

(339) e <G .

(340) A" ( a

(341) B–5

(342) " % AA r = nm, .

(343) i

(344) :5G" ?

(345)

(346) o

(347) " >

(348)

(349)

(350) o -desorpcji azotu.. Rys. 6. Roz # ! !! *+,+-. A

(351) 9 0 AA" 9 o 9

(352)

(353) hnia wynosi 64 m2/g) oraz mezoporów o rozmia zakresie 4–300 nm. Izo 0

(354) " . ( ' / 0 1 o 2. C. Parametr. # /g 0 % 3/g % & 2. 9,1 0,273 274 37. D 5,9 0,470 320 48. # 9 0

(355)

(356) zymetrycznych i

(357) B" ) *

(358) .

(359)

(360) . 9 0

(361)

(362) = " 9 9

(363) * B5 . 360

(364)

(365)

(366) 9 *

(367) * powo *

(368) ".

(369) . 22. a). b). c). . .

(370) . . . . . .

(371) . . . . . . . . .

(372)

(373) . . . . .

(374) . 3 4(*% ( " 0 " 1 " ( ( 0 1.

(375)

(376) . 23. $

(377)

(378)

(379) d >

(380)

(381) y " #

(382)

(383) 7 & * wy obu metod " -

(384) o *

(385) "

(386) *

(387) *

(388) *

(389)

(390)

(391) .

(392)

(393) " %

(394) *

(395)

(396) -, mezoi ma " )

(397) . o . *

(398) .

(399) *

(400)

(401) no

(402) *

(403)

(404) *

(405) nkom obróbki termiczno-

(406) *

(407)

(408) frak

(409) " $ :5

(410) :55

(411) A AA o *

(412) " $ *

(413)

(414)

(415)

(416) 6 . A " > AA " >*

(417)

(418) :4 2,85 [101]. Uzyskany wynik jest zg

(419)

(420)

(421)

(422) A >" $

(423)

(424)

(425) *

(426) *

(427)

(428).

(429)

(430) wnictwem,

(431)

(432)

(433)

(434)

(435)

(436) " sorpcji– . 5 . (–*( *6-. &

(437) -deso

(438) *

(439)

(440)

(441)

(442)

(443)

(444) 7 & 9 0 " H" %

(445) *

(446) ec-.

(447) . 24.

(448) * " ? 4<

(449) . i 32

(450) B

(451) ".

(452)

(453)

(454) .

(455)

(456)

(457)

(458) mu próbki porowatego krzemu otrzymanego me

(459) " #

(460) B5G" a). b). 6

(461) iskrowe " *+,7- " *6'- ( +, µm).

(462)

(463) 26. 5R]G]LDá. *. . czby falowej) – „suchego”, 2 –SRZ\SHáQLHQLXZRG–JOLFHU\Q>@. 5\V=DOH QR üZVSyáF]\QQLNDWUDQVPLVMLRGGáXJR FLIDOL OL GODV]NáDSRURZDWHJR,,. 5\V:LGPD)7,5GODV]NáD$.

(464) :áDFLZRFLV]NLHáSRURZDW\FK. . . 27. . higroskopijne. Aktywna powierzchnia posylowych sprzyja adsorpcji wody ZSRUDFK=HZ]JO GXQDLVWQLHQLHUy*QRURGQ\FKVWDQyZDGVRUSFMLQDSRZLHU]FKQLSorów zaadsorbowana woda nie tworzy jednolitego pokrycia, lecz raczej klastery, któU\FK ZLHONRü ]DOH*\ RG SROD SRZLHU]FKQL SRUyZ L FLH*HN K\GURfilowych. Wiadomo > @ *H Z V]NáDFK SRURZDW\FK ZRGD PR*H LVWQLHü Z WU]HFK SRVWDFLDFK ZRGD Iizycznie zaadsorbowana, woda chemicznie zaadsorbowana oraz „wolna” woda (kapiODUQD

(465) :\JU]HZDQLHV]NáDZSRZLHWU]XZWHPSHUDWXU]H.HOLPLQXMHZRG IL]\Fznie zaadsorERZDQ 6]NáD SRURZDWH Z\ND]XM ZáD FLZR FL. . UyZSRNU\WDMHVWJUXSDPL2+2EHFQR üJUXSK\GURN. –3900 cm–1:. 5\V:LGPD)7,5X]\VNDQHGODV]NáD$Z]DNUHVLHOLF]E\IDORZHM. oZHE

(466) V]NáRSRREUyEFHZ+0'6. D

(467) V]NáRZ\M FL. 1D U\VXQNDFK L SU]HGVWDZLRQR ZLGPD )7,5 GOD V]NáD $ :LGPD X]\VNDQH GOD. . . V]NLHá%&L' Z\ND]XM REHFQR üSDVPDEVRUSFMLGODW\FKVDP\FKOLF]EIDORZ\FK6WDQ. . SRZLHU]FKQL ZHZQ WU]QHM V]NLHá SRURZDW\FK RNUH ORQR QD SRGVWDZLH SRPLDUyZ ZLGPD. wykonanego w zakresie liczb falowych od 2800 do 3900 cm–1 (rys. 12). W uzyskanym ZLGPLHZLGRF]QHVWU]\SDVPDDEVRUSF\MQH]ZL]DQH] drganiami grup hydroksylowych –1 L F]VWHN ZRG\ SLHUZV]H Z ]DNUHVLH OLF]E IDORZ\FK RNRáR –3500 cm , drugie –1 –1 i trzecie odpowiednio – 3650 cm i 3750 cm 3DVPDWHPRJE\üSU]\SLVDQHGUJDQLRP –1 F]VWHF]HN ZRG\ ]DDGVRUERZDQHM –3500 cm

(468) L]RORZDQ\P SDURP VVLDGXMF\FK –1 JUXS 6L2+ Z]DMHPQLH SRáF]RQ\FK ZL]DQLHP ZRGRURZ\P FP ) oraz pojedyn–1 czym, izolowanym grupom SiOH (3750 cm

(469) 3DVPD DEVRUSFML SRQL*HM OLF]E IDORZ\FK 2000 cm–1 V ]ZL]DQH ] GUJDQLDPL ]DUyZQR VWUXNWXUDOQ\FK JUXS krzemowo-tlenowych ZL (E\ V]NáD MDN L ] UHV]WNRZ REHFQRFL JUXS ERUDQRZ\FK U\V

(470) : bliskiej pod. . *. F]HUZLHQL ]DREVHUZRZDQR QDVW SXM FH SDVPD 3DVPR SRáR RQH RNRáR OLF]E\ IDORZHM.

(471) 28. 5R]G]LDá. 1390 cm–1]ZL]DQH] drganiami mostków borowo-tlenowych B–O–B, w których bor wy–1 VW SXMHZ NRRUG\QDFMLWHWUDHGU\F]QHMSDVPRRNRáRFP sygnalizuje drgania rozci –1 JDMFHDV\PHWU\F]QHPRVWNyZNU]HPRZR-tlenowych Si–O–6L'ODRNRáRFP PR*QD ]DREVHUZRZDüGUJDQLDUR]FLJDMFHERUXLNU]HPX]WOHQHP6L–O–B. PaVPRRNRáROLF]E\ falowej 820 cm–1 PR*QD SU]\SLVDü V\PHWU\F]Q\P GUJDQLRP UR]FLJDMcym mostków krzemowo-tlenowych Si–O–Si, a dla 700 cm–1GUJDQLRPZL]D%–O dla boru w koordynacji do tlenu równej 3 [14, 104, 105]. . 2EUyEND WHUPLF]QD V]NLHá SRURZDW\FK SURZDG]L GR ]PQLHMV]HQLD LQWHQV\ZQR FL. pasma absorpcji dla liczby falowej 3650 cm–1RUD]RNRáR–3500 cm–1. Pasmo dla 3750 cm–1]ZL]DQH]REHFQRFLSRMHG\QF]\FKL]RORZDQ\FKJUXS2+QLH]QLNDQaZHW SR Z\JU]DQLX SUyENL GR . =DQLNDQLH WHJR SDVPD X]\VNDQR VWRVXMF FKemiF]Q GHK\GURNV\ODFM KH[DPHWK\OGLVLOD]DQHP +0'6

(472) U\V

(473) HMDS efektywQLH. ]PQLHMV]D. OLF]E . JUXS. VLODQRZ\FK. QD. SRZLHU]FKQL. SRUyZ. . ]DVW SXM F. MH. niepolarnymi grupaPLPHW\ORZ\PL>@]JRGQLH]UHDNFMFKHPLF]Q 2 SiOH + (CH3)3SiNHSi(CH3)3 :6L26L CH3)3 + NH3. (1). . 3R REUyEFH Z +0'6 ]PQLHMV]D VL LQWHQV\ZQR ü SDVP REVHUZRZDQ\FK GOD OLF]E IDORZ\FK RNRáR . cm–1 oraz 3400–3500 cm–1. Dodatkowo. . &–H. SRMDZLDM VL SDVPD. SU]\SLV\ZDQH RGSRZLHGQLR GUJDQLRP DV\PHWU\F]Q\P L V\PHWU\F]Q\P ZL ]D. (2907 i 2966 cm–1

(474) ]ZL]DQ\FK]REHFQRFLJUXS&+3.. . *. 3RPLDU\ ZLGPD Z]EXG]HQLD OXPLQHVFHQFML V]NLHá SRURZDW\FK ZVND]XM UyZQLH . . QD REHFQR ü JUXS K\GURNV\ORZ\FK QD SRZLHU]FKQL SRUyZ : ZLGPLH Z]EXG]HQLD. luminescencji sodowo-ERURNU]HPLDQRZHJR V]NáD Z\MFLRZHJR , PLHU]RQHJR dla . . OLF]E IDORZ\FK RGSRZLDGDM F\FK GáXJR FLRP IDO ] ]DNUHVX XOWUDILROHWX REVHUZXMH. 3. –1. 3. –1. 3. –1. 3 maksima: 42⋅10 cm (5,2 eV); 38⋅10 cm (4,74 eV) i 33⋅10 cm (4,1 eV) (rys.

(475) :\VW SRZDQLHW\FKSDVPMHVW]ZL]DQH]GREU]H]QDQ\PLGHIHNWDPLVWUXNWu-. VL. ralnymL REHFQ\PL Z V]NáDFK NU]HPLDQRZ\FK >@ 3DVPR ] PDNVLPXP H9 MHVW przypisywane wakansom tlenowym, pasmo z maksimum 4,75 eV niemostkowym DWRPRP WOHQX L SDVPR H9 QLHPRVWNRZ\P DWRPRP WOHQX Z VVLHG]WZLH MRQyZ DlNDOLF]Q\FK 6]NáR SRURZDWH SR Z\áXJRZDQiu fazy sodowo-boranowej praktycznie nie. (. . ]DZLHUD MRQyZ VRGX L GODWHJR REVHUZXMH VL Z\UD QLH ]PQLHMV]HQLH LQWHQV\ZQR FL. widma wzbudzenia luminescencji dla liczb falowych charakterystycznych dla niePRVWNRZ\FK WOHQyZ ]ZL]DQ\FK ] MRQHP DONDOLF]Q\P : ]DNUHVLe liczb falowych od 32⋅103 cm–1 do 45⋅103 cm–1 w ZLGPLH Z]EXG]HQLD OXPLQHVFHQFML V]NLHá SRURZDW\FK I i ,,SRMDZLDVL W\ONRMHGQRSDVPR]PDNVLPXP⋅103 cm–1 U\V