Введение ........................................................................................................................... 5
Глава 1. Химия поверхности наноалмазных частиц детонационного синтеза
(Обзор литературы) ....................................................................................................... 11
Наноалмазы детонационного синтеза: получение, состав и свойства
поверхности ................................................................................................................... 11
1.1.1 Технология дезагрегации наноалмазных частиц ........................................... 11
1.1.2 Химический состав поверхности наноалмазных частиц .............................. 14
1.1.3 Электрические свойства поверхности дисперсных частиц .......................... 19
1.1.4 Стабилизация наноалмазных частиц в средах с высокой ионной силой .... 22
Получение наноалмазных структур, легированных соединениями
металлов ......................................................................................................................... 25
1.2.1 Модификация поверхности наноалмазных частиц соединениями
металлов ......................................................................................................................... 25
1.2.2 Объемное легирование алмаза атомами и соединениями металлов............ 29
Выводы к главе 1 ............................................................................................... 31
Глава 2. Синтез образцов и методы исследования ................................................ 32
Реактивы и материалы ...................................................................................... 32
Методики получения образцов ........................................................................ 33
2.2.1 Центрифугирование гидрозоля наноалмаза ................................................... 33
2.2.2 Синтез порошков наноалмаза с поверхностью, модифицированной ионами
лантаноидов ................................................................................................................... 34
2.2.3 Синтез дисперсных частиц наноалмаза с поверхностью,
модифицированной ионами гадолиния....................................................................... 35
2.2.4 Синтез дисперсных наноалмазных частиц, стабилизированных ПВП в
водно-солевой среде ...................................................................................................... 36
2.2.5 Синтез дисперсных наноалмазных частиц с поверхностью,
модифицированной ионами Gd3+, и стабилизированных ПВП в водно-соляной
среде ............................................................................................................................. 37
2.2.6 Синтез CVD алмазной пленки, легированной ионами Eu3+ ......................... 37
3
Оборудование и методы исследования ........................................................... 39
2.3.1 Динамическое рассеяние света ........................................................................ 39
2.3.2 Кислотно-основное потенциометрическое титрование ................................ 39
2.3.3 Кондуктометрическое титрование и измерения электрофоретической подвижности частиц наноалмаза с поверхностью, модифицированной ионами лантаноидов ................................................................................................................... 40
2.3.4 Рентгеновская дифракция ................................................................................ 42
2.3.5 Анализ зольности .............................................................................................. 43
2.3.6 Сканирующая электронная микроскопия и микроанализ ............................ 43
2.3.7 Инфракрасная спектроскопия .......................................................................... 44
2.3.8 Пиролитическая масс-спектрометрия ............................................................. 45
2.3.9 Измерения ядерной магнитной релаксации 1H .............................................. 47
2.3.10 Люминесцентная спектроскопия и спектроскопия комбинационного рассеяния света .............................................................................................................. 47 Методики численного расчета ......................................................................... 49
2.4.1 Удельный поверхностный заряд ..................................................................... 49
2.4.2 Поверхностный потенциал ............................................................................... 50
2.4.3 Электрокинетический потенциал и электрокинетический заряд ................ 50
2.4.4 Условия расчета количества ионов Ln3+ на поверхности частицы наноалмаза...................................................................................................................... 51 Выводы к главе 2 ............................................................................................... 51
Глава 3. Химический состав и электрические свойства поверхности дезагрегированных частиц наноалмаза ....................................................................... 53 Функциональные группы на поверхности частиц наноалмаза, полученных термообработкой в воздушной среде .......................................................................... 53
3.1.1 Результаты пиролитической масс-спектрометрии ........................................ 53
3.1.2 Результаты ИК спектроскопии ........................................................................ 55 Электрические свойства поверхности дисперсных частиц наноалмаза ..... 56
3.2.1 Оценка размеров области когерентного рассеяния частиц наноалмаза ...... 57
3.2.2 Удельный поверхностный заряд и поверхностный потенциал .................... 58
3.2.3 Электрокинетический потенциал и удельный электрокинетический заряд поверхности частиц наноалмаза .................................................................................. 59
3.2.4 Явление противоионной конденсации в гидрозолях наноалмаза ................ 61 Выводы к главе 3 ............................................................................................... 61
Глава 4. Гидрозоли карбоксилированных наноалмазов с поверхностью, модифицированной ионами лантаноидов: получение и состав ............................... 62 Влияние прекурсора на содержание ионов лантаноидов, связанных с поверхностью частиц наноалмаза ............................................................................... 62
Взаимодействие дисперсных частиц наноалмаза с ионами лантаноидов... 63
4.2.1 Кондуктометрическое титрование .................................................................. 64
4.2.2 Электрокинетический потенциал частиц наноалмаза с поверхностью, модифицированной ионами лантаноидов ................................................................... 66 Условия устойчивости гидрозолей наноалмаза с поверхностью, модифицированной ионами лантаноидов ................................................................... 67
Выводы к главе 4 ............................................................................................... 69
Глава 5. Частицы наноалмаза с поверхностью, модифицированной ионами Ln3+, для контрастных агентов в МРТ и CVD технологии алмазных пленок .................. 70 Частицы наноалмаза с поверхностью, модифицированной ионами Gd3+, для контрастирования при МРТ диагностике ................................................................... 70
5.1.1 Стабилизация частиц наноалмаза и наноалмаза с поверхностью, модифицированной ионами Gd3+, в водно-солевых средах ...................................... 70
5.1.2 Магнитная релаксация ядер 1H в гидрозолях наноалмаза с поверхностью, модифицированной ионами Gd3+ ................................................................................. 73
5.1.3 Магнитная релаксация ядер 1H в гидрозолях наноалмаза с поверхностью, модифицированной Gd3+, и стабилизированных ПВП в соляных средах ............... 77 Структура и фотолюминесценция CVD алмазной пленки, выращенной с использованием частиц наноалмаза с поверхностью, модифицированной Eu3+ .... 78
Выводы к главе 5 ............................................................................................... 83
Заключение .................................................................................................................... 84
Список литературы ....................................................................................................... 86
