108

Основываясь на анализе дифрактограмм аэрогелей и продуктов их отжига, по формуле Дебая-Шеррера [132] были рассчитаны величины областей когерентного рассеяния образующихся кристаллитов m-ZrO2 и t-ZrO2 DОКР (рисунок 6.10). С увеличением температуры размер кристаллитов растет с 7-8 нм до 15-19 нм для m-ZrO2 фазы и с 6 -7 нм до 14-17 нм для t-ZrO2.

	20	m-ZrO2					18	t-ZrO2
	18		Zr_A_N-EtOH				16		Zr_A_N-EtOH
			Zr_A_N-HFIP						Zr_A_N-HFIP
нм,	16		Zr_A_N-Et2O			нм,	14		Zr_A_N-Et2O
	14		Zr_A_N-Me-t-Bu				12		Zr_A_N-Me-t-Bu
ОКР	12					ОКР	10
D						D
	10						8
	8
							6
	6
		400	450	500	550	600		400	450	500	550	600
			t отжига,0С						t отжига,0С
				а)					б)

Рисунок 6.10. Изменение размера образующихся кристаллитов DОКР для фаз m-ZrO2 (а) и t-ZrO2 (б), при отжиге аэрогелей,полученных из золей с HNO3, высушенных в разных растворителях.

Заключение по главе 6

Методом сверхкритической сушки в различных растворителях (этаноле, ГФИПе, диэтиловом эфире, метил-трет-бутиловом эфире, ацетоне) были получены объемные аэрогели

ZrO2;

Показано, что условия золь-гель синтеза (природа растворителя, последовательность

смешения компонентов, выбор катализатора – азотной или уксусной кислот) влияют как на внешний вид аэрогеля ZrO2 (его монолитность, окраску, прозрачность), так и на его структуру (степень кристалличности, пористость);

Аэрогели ZrO2 имеют пористую структуру, величина удельной площади поверхности составляет от 200 до 520 м2/г;

Аэрогели ZrO2 представляют собой плохо окристаллизованный, с преобладанием аморфной структуры материал, с включениями кристаллитов ZrO2 нанометрового размера;

аэрогель, высушенный в этаноле – частично закристаллизовавшийся материал, содержащий

109

смесь двух кристаллических фаз – моноклинную и тетрагональную, размер кристаллитов ZrO2 около 6 нм;

В результате термического воздействия (нагрев до 600°С) аэрогели кристаллизуются, при этом соотношение образующихся m- и t-фаз и размер кристаллитов варьируются в зависимости от температуры отжига; преобладание одной из фаз определяется, прежде всего, природой растворителя.

При отжиге аэрогелей ZrO2 при 800°С происходит полное выгорание органических веществ и воды, потеря массы составляет от 8 до 43%, удельная площадь поверхности уменьшается до 20-50 м2/г.