Właściwości powierzchniowe zsyntetyzowanych nanoporowatych matryc węglowych i krzemionkowych

Podsumowanie

Tutaj przedstawiamy syntezę i charakterystykę uporządkowanego nanoporowatego węgla (o wielkości porów 4,6 nm) i SBA-15 (o wielkości porów 5,3 nm). W pracy opisano właściwości powierzchniowe i teksturalne nanoporowatych sit molekularnych, ich zwilżalność oraz topnienie D₂O zamkniętego w materiałach.

Streszczenie

W tej pracy opisujemy syntezę i charakterystykę uporządkowanego nanoporowatego materiału węglowego (zwanego również uporządkowanym mezoporowatym materiałem węglowym [OMC]) o wielkości porów 4,6 nm oraz uporządkowanej porowatej matrycy krzemionkowej, SBA-15, o wielkości porów 5,3 nm. W pracy opisano właściwości powierzchniowe nanoporowatych sit molekularnych, ich zwilżalność oraz topnienie_D2Ozamkniętego w różnie uporządkowanych materiałach porowatych o podobnych rozmiarach porów. W tym celu OMC i SBA-15 o wysoce uporządkowanych strukturach nanoporowatych są syntetyzowane poprzez impregnację matrycy krzemionkowej przez zastosowanie prekursora węglowego i metodę zol-żel. Porowata struktura badanych układów charakteryzuje się analizą adsorpcji-desorpcji N₂ w temperaturze 77 K. W celu określenia elektrochemicznego charakteru powierzchni syntetyzowanych materiałów przeprowadza się pomiary miareczkowania potencjometrycznego; uzyskane wyniki dla OMC wskazują na znaczne przesunięcie pH_pzc w kierunku wyższych wartości pH w stosunku do SBA-15. Sugeruje to, że badany OMC ma właściwości powierzchniowe związane z grupami funkcyjnymi na bazie tlenu. W celu opisania właściwości powierzchniowych materiałów wyznacza się również kąty zwilżania cieczy przenikających do badanych złóż porowatych. Metoda wzrostu kapilarnego potwierdziła zwiększoną zwilżalność ścianek krzemionki w stosunku do ścianek węgla oraz wpływ chropowatości porów na oddziaływania płyn/ściana, który jest znacznie wyraźniejszy w przypadku krzemionki niż mezoporów węglowych. Badaliśmy również topnienie D₂O zamkniętego w OMC i SBA-15 metodą dielektryczną. Wyniki pokazują, że obniżenie temperatury topnienia_D2Ow porach OMC jest o około 15 K wyższe w stosunku do spadku temperatury topnienia w porach SBA-15 o porównywalnej wielkości 5 nm. Jest to spowodowane wpływem oddziaływań adsorbat/adsorbent badanych matryc.

Wprowadzenie

W 1992 roku po raz pierwszy uzyskano uporządkowane nanoporowate materiały krzemionkowe, używając szablonu organicznego; od tego czasu w literaturze pojawiła się duża liczba publikacji związanych z różnymi aspektami tych struktur, metodami syntezy, badaniem ich właściwości, modyfikacjami i różnymi zastosowaniami1^,2,3. Zainteresowanie nanoporowatą matrycą krzemionkową SBA-15⁴ wynika z ich unikalnej jakości: dużej powierzchni, szerokich porów o jednolitym rozkładzie wielkości porów oraz dobrych właściwości chemicznych i mechanicznych. Nanoporowate materiały krzemionkowe z cylindrycznymi porami, takie jak SBA-15⁵, są często używane jako porowata matryca dla katalizatorów, ponieważ są wydajnymi katalizatorami w reakcjach organicznych6^,7. Materiał może być syntetyzowany za pomocą szerokiej gamy metod, które mogą wpływać na jego charakterystykę^8,9,10. Dlatego tak ważna jest optymalizacja tych metod pod kątem potencjalnych zastosowań w wielu dziedzinach: urządzeniach elektrochemicznych, nanotechnologii, biologii i medycynie, systemach dostarczania leków, czy w adhezji i tribologii. W niniejszej pracy przedstawiono dwa różne typy struktur nanoporowatych, a mianowicie krzemionkowe i porowate matryce węglowe. W celu porównania ich właściwości matrycę SBA-15 syntetyzuje się metodą zol-żel, a uporządkowany nanoporowaty materiał węglowy otrzymuje się poprzez impregnację powstałej matrycy krzemionkowej prekursorem węglowym.

Porowate materiały węglowe są ważne w wielu urządzeniach ze względu na ich dużą powierzchnię oraz unikalne i dobrze zdefiniowane właściwości fizykochemiczne^6,11,12. Typowym wynikiem preparacji są materiały o losowo rozłożonej porowatości i nieuporządkowanej strukturze; Istnieje również ograniczona możliwość zmiany ogólnych parametrów porów, a co za tym idzie, uzyskuje się struktury o stosunkowo szerokich rozkładach wielkości porów¹³. Możliwość ta jest rozszerzona w przypadku nanoporowatych materiałów węglowych o dużych powierzchniach i uporządkowanych układach nanoporów. Bardziej przewidywalna geometria i większa kontrola nad procesami fizykochemicznymi wewnątrz przestrzeni porowej są ważne w wielu zastosowaniach: jako katalizatory, systemy mediów separacyjnych, zaawansowane materiały elektroniczne i nanoreaktory w wielu dziedzinach nauki^14,15.

Aby uzyskać porowate repliki węgla, uporządkowane krzemiany mogą działać jak stała matryca, do której bezpośrednio wprowadzane są prekursory węgla. Metodę można podzielić na kilka etapów: wybór zamówionego materiału krzemionkowego; osadzanie się prekursora węgla w matrycy krzemionkowej; karbonizacja; Następnie usunięcie matrycy krzemionkowej. Tą metodą można uzyskać wiele różnych rodzajów materiałów węglowych, ale nie wszystkie materiały nieporowate mają uporządkowaną strukturę. Ważnym elementem procesu jest dobór odpowiedniej matrycy, której nanopory muszą tworzyć stabilną, trójwymiarową strukturę¹⁶.

W tej pracy badany jest wpływ rodzaju ścian porów na właściwości powierzchni zsyntetyzowanych nanoporowatych matryc. Właściwości powierzchniowe materiału OMC są odzwierciedlone przez właściwości powierzchniowe analogu krzemionki (SBA-15) OMC. Właściwości teksturalne i strukturalne obu rodzajów materiałów (OMC i SBA-15) charakteryzują się pomiarami adsorpcji/desorpcji N₂ w niskiej temperaturze (w temperaturze 77 K), transmisyjną mikroskopią elektronową (TEM) oraz analizą rentgenowską z dyspersją energii (EDX).

Pomiar adsorpcji/desorpcji gazu w niskiej temperaturze jest jedną z najważniejszych technik podczas charakteryzowania materiałów porowatych. Gazowy azot jest stosowany jako adsorbat ze względu na jego wysoką czystość i możliwość tworzenia silnej interakcji z adsorbentami stałymi. Istotnymi zaletami tej techniki są przyjazny dla użytkownika sprzęt komercyjny i stosunkowo łatwe procedury przetwarzania danych. Wyznaczanie izoterm adsorpcji/desorpcji azotu opiera się na akumulacji cząsteczek adsorbatu na powierzchni stałego adsorbentu w temperaturze 77 K w szerokim zakresie ciśnienia (P/P₀). Stosowana jest procedura Barretta, Joynera i Halendy (BJH) do obliczania rozkładu wielkości porów na podstawie eksperymentalnych izoterm adsorpcji lub desorpcji. Do najważniejszych założeń metody BJH należy płaska powierzchnia oraz równomierny rozkład adsorbatu na badanej powierzchni. Jednak teoria ta opiera się na równaniu Kelvina i pozostaje najczęściej stosowanym sposobem obliczania rozkładu wielkości porów w zakresie mezoporowatym.

Aby ocenić elektrochemiczny charakter próbek, stosuje się metodę miareczkowania potencjometrycznego. Chemia powierzchni materiału zależy od ładunku powierzchniowego związanego z obecnością heteroatomów lub grup funkcyjnych na powierzchni. Właściwości powierzchni są również badane za pomocą analizy kąta zwilżania. Zwilżalność wewnątrz porów dostarcza informacji o oddziaływaniach adsorbat-adsorbent. Wpływ chropowatości ścianek na temperaturę topnienia wody zamkniętej w obu próbkach bada się za pomocą techniki spektroskopii relaksacji dielektrycznej (DRS). Pomiary stałej dielektrycznej pozwalają na badanie zjawisk topnienia, ponieważ polaryzowalność fazy ciekłej i stałej różnią się od siebie. Zmiana nachylenia zależności pojemności od temperatury pokazuje, że w układzie zachodzi topnienie.

Protokół

1. Przygotowanie materiałów OMC

1. Synteza matrycy krzemionkowej jako prekursora OMC
   1. Przygotować 360 mL 1,6 M HCl, dodając 50 mL HCl (36% - 38%) do kolby okrągłodennej o pojemności 50 mL, a następnie dodając 310 mL wody ultraczystej (rezystywność 18,2 MΩ·cm).
   2. Do powyższego dodać 10 g polimeru PE 1050 (6,50 g/mol).
   3. Umieścić kolbę w kąpieli ultradźwiękowej. Podgrzać roztwór do 35 °C i mieszać do całkowitego rozpuszczenia stałego polimeru, aż do uzyskania homogenicznej mieszaniny.
   4. Dodać do kolby 10 g 1,3,5-trimetylobenzenu i mieszać zawartość (przy prędkości mieszania 20 rpm), utrzymując temperaturę 35 °C w kąpieli wodnej.
   5. Po 30 min mieszania dodać do kolby 34 g ortokrzemianu tetraetylu (TEOS). TEOS dodawać powoli, kroplami, przy ciągłym mieszaniu. Należy upewnić się, że dodanie 34 g TEOS zajmie 10 min.
   6. Ponownie mieszać mieszaninę roztworu przez 20 h w tej samej temperaturze (35 °C).
   7. Przenieść zawartość kolby do wkładu z politetrafluoroetylenu i umieścić go w autoklawie. Pozostawić roztwór na 24 h w temperaturze 90 °C.
   8. Przefiltrować otrzymany osad za pomocą lejka Büchnera i przemyć go wodą destylowaną, używając co najmniej 1 L.
   9. Wysuszyć otrzymany produkt stały w temperaturze pokojowej i poddać próbkę obróbce termicznej w temperaturze 50 °C w piecu muflowym w atmosferze powietrza przez 6 h.
2. Impregnacja otrzymanej matrycy krzemionkowej za pomocą prekursora węgla
   1. Przygotować roztwory do impregnacji (IS1 i IS2) z odpowiednimi proporcjami wody, 3 M kwasu siarkowego (VI) i cukru (glukozy), gdzie glukoza pełni rolę prekursora węgla, a kwas siarkowy działa jako katalizator.
      OSTRZEŻENIE: Kwas siarkowy jest bardzo toksyczny, powoduje ciężkie oparzenia skóry i uszkodzenia oczu.
      1. Przygotować IS1. Na każdy gram krzemionki zmieszać 5 g wody, 0,14 g 3 M kwasu siarkowego (VI) i 1,25 g cukru.
      2. Przygotować IS2. Na każdy gram krzemionki zmieszać 5 g wody, 0,08 g 3 M kwasu siarkowego (VI) i 0,75 g cukru.
   2. Umieścić materiał krzemionkowy (1 g) oraz przygotowany roztwór IS1 prekursora węgla i katalizatora w kolbie o pojemności 500 mL. Podgrzewać mieszaninę w suszarce próżniowej w temperaturze 10 °C przez 6 h.
      UWAGA: Na tym etapie należy użyć wyłącznie IS1. IS2 należy zastosować w następnym kroku.
   3. Dodać IS2 do mieszaniny w suszarce próżniowej (do roztworu z częściowo karbonizowanym prekursorem węgla). Ponownie podgrzewać mieszaninę w suszarce próżniowej w temperaturze 160 °C przez 12 h.
3. Hartowanie/karbonizacja
   1. Przenieść otrzymany kompozyt do moździerza w celu rozdrobnienia większych cząstek i homogenizacji materiału.
   2. Umieścić otrzymany produkt w piecu przepływowym i podgrzać do 70 °C (z szybkością grzania 2,5 °C/min), a następnie wygrzewać w tej temperaturze przez 6 h. Materiał należy ogrzewać w atmosferze azotu.
   3. Pozostawić roztwór do ostygnięcia przed otwarciem pieca.
4. Usuwanie matrycy krzemionkowej poprzez trawienie
   1. Przygotować 100 mL roztworu trawiącego (ES). Zmieszać 50 mL 95% alkoholu etylowego i 50 mL wody. Dodać 7 g wodorotlenku potasu i mieszać do rozpuszczenia.
   2. Umieścić cały otrzymany materiał karbonizowany (co najmniej 1 g) w kolbie okrągłodennej o pojemności 250 mL i dodać 100 mL ES.
   3. Wyposażyć układ w chłodnicę zwrotną i mieszadło magnetyczne, a następnie podgrzać do wrzenia przy ciągłym mieszaniu. Gotować mieszaninę przez 1 h.
   4. Przenieść otrzymany materiał do lejka Büchnera, przemyć go co najmniej 4 L wody destylowanej i wysuszyć.

2. Przygotowanie matrycy krzemionkowej SBA-15

1. Synteza matrycy krzemionkowej.
   1. Przygotować 150 mL 1,6 M HCl.
   2. Rozpuścić 4 g polimeru PE 640 (EO₁₃PO₇₀EO₁₃) w 150 mL roztworu kwasu w kolbie okrągłodennej.
   3. Umieścić kolbę w kąpieli ultradźwiękowej. Podgrzać roztwór do 40 °C i mieszać do czasu rozpuszczenia polimeru (przez co najmniej 30 min).
   4. Powoli dodawać do kolby 8,5 g TEOS, kroplami, przy ciągłym mieszaniu. Mieszać mieszaninę roztworu przez 24 h w tej samej temperaturze (40 °C).
   5. Przenieść zawartość kolby do wkładu z politetrafluoroetylenu. Pozostawić roztwór na 24 h w piekarniku w temperaturze 120 °C.
   6. Przefiltrować otrzymany osad za pomocą lejka Büchnera i przemyć go wodą destylowaną (co najmniej 1 L).
   7. Wysuszyć otrzymaną substancję stałą w temperaturze pokojowej i kalcynować przez 6 h w 60 °C w piecu muflowym w atmosferze powietrza.

3. Metody charakterystyki

1. Pomiary adsorpcji/desorpcji azotu w niskiej temperaturze
   1. Użyj automatycznego analizatora sorpcyjnego w celu wyznaczenia N₂ izotermy adsorpcji/desorpcji w temperaturze 77 K.
   2. Należy użyć odpowiedniej rurki szklanej do pomiarów sorpcji azotu. Przed wprowadzeniem porowatej próbki do rurki szklanej, należy oczyścić rurkę w myjce ultradźwiękowej, płucząc ją najpierw wodą destylowaną, a następnie bezwodnym etanolem.
   3. Podgrzewaj rurkę szklaną w 150 °C przez 3 h, a następnie napełnić probówkę sprężonym azotem. Przed pomiarem należy zważyć pustą szklaną probówkę w warunkach atmosfery azotu, aby zminimalizować błąd ważenia.
   4. Umieść próbkę w szklanej probówce i zważ całkowitą masę (masę próbki wraz z probówką).
   5. Przed przystąpieniem do pomiarów należy odgazować próbkę. Szklaną rurkę z próbką umieścić w porcie odgazowywania analizatora sorpcyjnego. Zastosować następujące warunki procesu: ciśnienie co najmniej 0,01 mmHg, temperaturę 423 K oraz czas trwania 24 h. W porcie odgazowywania podłączyć próbkę do próżni i ogrzać ją do zadanej temperatury (423 K). Po odgazowaniu wypełnić próbkę azotem i przenieść ją do portu analizy.
2. Transmisyjna mikroskopia elektronowa
   1. Użyj mikroskopu TEM z napięciem przyspieszającym 120 kV (dla SBA-15) i 20 kV (dla materiału OMC), aby uzyskać wysokiej jakości obrazy TEM.
   2. W celu przygotowania monodyspersyjnego filmu próbki, rozprosz próbkę (1 mg) w etanolu (1 ml). Procedurę dyspersji przeprowadź w probówce do mikrocentrifugi, umieszczając ją w kąpieli ultradźwiękowej na 3 min.
   3. Nanieś dwie krople dyspersji na miedzianą siatkę do TEM za pomocą mikropipety. Przenieś siatkę do mikroskopu TEM i rozpocznij obrazowanie TEM.
3. Spektroskopia rentgenowska z dyspersją energii
   1. Należy użyć skaningowego mikroskopu elektronowego wyposażonego w detektor rentgenowski w celu uzyskania widma rentgenowskiego z dyspersją energii dla badanych próbek.
   2. Zastosuj napięcie przyspieszenia 15 kV w celu zarejestrowania widma. Jako element optymalizacji wybierz krzem dla SBA-15 oraz węgiel dla próbki OMC.
4. Pomiar miareczkowania potencjometrycznego
   1. Do przeprowadzenia eksperymentu z miareczkowania potencjometrycznego należy użyć automatycznej biurety. Titrant należy dodawać małymi, kontrolowanymi porcjami (zgodnie z oprogramowaniem i procedurą miareczkowania). Należy ustawić najmniejszy przyrost, wynoszący co najmniej 1 μLza pomocą automatycznego dozownika.
   2. Rozproszyć 0,1 g próbki w 30 ml roztworu elektrolitu (roztwór wodny NaCl 0,1 M). Podczas procedury rozpraszania należy stosować mieszadło magnetyczne oraz warunki izotermiczne (293 ± 0,1 K).
   3. Do zawiesiny należy dodać 1–2 ml titranta (0,1 M roztworu NaOH).
      UWAGA: Dodawanie należy przeprowadzać małymi aliquotami (każdy o objętości około 0,05 ml). Procedura z wykorzystaniem automatycznej biurety powinna zapewnić co najmniej tuzyn punktów pomiarowych w zakresie pH od 1 do 14.
   4. Oblicz gęstość powierzchniową ładunku Q_sstosując poniższy wzór.
       (1)
      Tutaj,
      Δn = zmiana H⁺/OH^- bilans zredukowany w przeliczeniu na masę próbki;
      S_BET = powierzchnia właściwa ciała stałego o strukturze porowatej wyznaczona metodą Brunauera-Emmetta-Tellera (BET);
      F = liczba Faradaya.
5. Metoda podsiąkania kapilarnego do pomiarów zwilżalności
   1. W celu oznaczenia kąta zwilżania wewnątrz porów badanych próbek należy zastosować metodę podsiąkania kapilarnego.
      UWAGA: Metoda ta opiera się na pomiarze przyrostu masy cieczy przenikającej przez złoże porowate jako funkcji czasu. Główne założenie tej metody wynika z faktu, że przenikająca ciecz przemieszcza się w głąb kolumny porowatej, a kolumna ta składa się z kapilar międzypowierzchniowych o określonym średnim promieniu. Zatem każda zależność wyprowadzona dla pojedynczej kapilary jest ważna dla warstwy proszku porowatego. W pojedynczej kapilarze pionowej ciecz zwilżająca wznosi się przeciwko siłom grawitacji w wyniku różnicy ciśnień między cieczą a parą w porach (ciśnienie kapilarne). W tym sensie przenikanie cieczy do złoża porowatego pozwala na wyznaczenie dynamicznego kąta zwilżania w trakcie przemieszczania się menisku wewnątrz porów.
   2. Zastosuj zmodyfikowane równanie Washburna^17,18wyrażone w następujący sposób.
      (2)
      Tutaj,
      m = masa mierzonej cieczy;
      C = parametr geometryczny zależny od rozkładu, kształtu i rozmiaru porów;
      ρ = gęstość;
      γ_{Proszę podać tekst źródłowy do tłumaczenia.} = napięcie powierzchniowe;
      η = lepkość cieczy penetrującej;
      θ = kąt zwilżania;
      t = czas.
   3. Kierując się równaniem (2), należy oszacować wartości kątów zwilżania wewnątrz badanych porów.
   4. Przygotuj tensjometr siłowy. W przypadku proszków należy użyć rurki szklanej o średnicy 3 mm z spiekiem ceramicznym; w przypadku cieczy należy użyć naczynia o średnicy 2 mm i maksymalnej objętości 10 mL.
   5. Odważ 0,017 g próbki.
   6. Uruchom program komputerowy podłączony do tensjometru. Umieść naczynie z cieczą na stoliku napędzanym silnikiem, a szklaną rurkę z próbką zawieś na wadze elektronicznej.
   7. Uruchomić silnik i rozpocząć zbliżanie próbki w naczyniu do cieczy ze stałą niską prędkością 10 mm/min; ustawić głębokość zanurzenia rurki z próbką w cieczy na 1 mm.
   8. Od tego momentu zależność m² = f(t) rejestry w programie komputerowym.
   9. Przerwij eksperyment, gdy zależność m² = f(t) zaczyna wykazywać charakterystyczne plateau.
   10. Aby sprawdzić dokładność, należy powtórzyć tę procedurę 3–5 razy.
6. Spektroskopia relaksacji dielektrycznej
   1. Aby opisać zachowanie topnienia wody uwięzionej w badanych matrycach porowatych, należy przeprowadzić pomiary temperatury pojemności elektrycznej C próbki znajdującej się w kondensatorze płytkowym wykonanym ze stali nierdzewnej^19,20,21W celu pomiaru pojemności elektrycznej C w funkcji temperatury oraz częstotliwości przyłożonego cyklicznego pola elektrycznego, wykorzystując analizator impedancji.
      UWAGA: Złożona przenikalność elektryczna jest definiowana jako ε* = ε` + iε``, gdzie ε` = C/C₀ jest część rzeczywistą, a ε'' = tgδ·ε` jest częścią urojoną przenikalności elektrycznej, gdzie C₀ jest pojemnością pustego kondensatora oraz tgδ to straty dielektryczne.
   2. Umieść zmierzoną próbkę w kondensatorze płytkowym.
   3. Wybierz zakres częstotliwości od 10 Hz do 1 MHz oraz temperaturę od 140 K do 305 K. Kontroluj szybkość zmiany temperatury za pomocą kontrolera temperatury; ustaw szybkość zmiany temperatury na 0,8 K/min podczas chłodzenia i 0,6 K/min podczas procesu ogrzewania.

Wyniki

Aby scharakteryzować strukturę porowatą badanych próbek OMC i SBA-15, zarejestrowano izotermy adsorpcji i desorpcji N₂ w temperaturze 77 K. Eksperymentalne izotermy adsorpcji i desorpcji gazowego N₂, charakteryzujące badane układy, jak również rozkłady rozmiarów porów (PSD) uzyskane z danych adsorpcyjnych i desorpcyjnych, przedstawiono na Rysunku 1A-D. Położenie punktów przegięcia na izotermach sorpcji (

Dyskusja

Do krytycznych etapów przygotowania zamówionego mezoporowatego materiału węglowego zalicza się przygotowanie zamówionych mezoporowatych materiałów krzemionkowych jako matrycy o dobrze zdefiniowanych właściwościach strukturalnych, które wpływają na właściwości materiałów końcowych oraz etap odpuszczania/karbonizacji w atmosferze azotu. Modyfikacja typowej metody otrzymywania mezoporowatych uporządkowanych krzemianów o porach cylindrycznych²⁸ dotyczy zastosowania nietypowego czynnika kierującego str...

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
1,3,5-trimetylobenzen	Sigma-Aldrich, Polska	M7200 Sigma-Aldrich	Mezytylen, znany również jako 1,3,5-trimetylobenzen, klasa odczynnika, oznaczenie: 98%.
etanol bezwodny	POCH, Avantor Performance Materials Poland S.A.	396480111	Test, min. 99,8 %, analiza-pur (ap)
JAK 2020. Przyspieszona powierzchnia i system porozymetryczny	Micromeritics Instrument Corporation, Norcross, GA, USA		Próbki przed analizą odgazowywano w temperaturze 120 oC przez 24 godziny w porcie odgazowywania analizatora. Objętość przestrzeni martwej zmierzono w celu kalibracji w pomiarze eksperymentalnym z użyciem helu jako adsorbatu.
Biureta automatyczna Dosimat 665	Metrohm, Szwajcaria		Właściwości ładunku powierzchniowego określono doświadczalnie za pomocą miareczkowania potencjometrycznego zawiesiny w stałej temperaturze 20° C utrzymywane przez urządzenie termostatyczne. Przed pomiarami miareczkowania potencjometrycznego próbki stałe suszono przez 24 godziny w temperaturze 120 oC. Początkowe pH ustalono przez dodanie 0,3 cm3 0,2 mol/l HCl. T Jako titrant użyto roztworu NaOH o stężeniu 0,1 mol/l, dodawanego stopniowo za pomocą automatycznej biurety.
Cyfrowy pH-metr pHm-240	Radiometr, Kopenhaga		Urządzenie sprzężone z automatyczną biuretą
na alkohol etylowy	POCH, Avantor Performance Materials Poland S.A.	396420420	Test, min. 96 %.analysis-pur (a.p.)
glukoza	POCH, Avantor Performance Materials Poland S.A.	459560448	oznaczenie 99,5%
Kwas solny	POCH, Avantor Performance Materials Poland S.A.	575283115	Kwas solny, 35 - 38% analiza-pur (a.p.)
Podłoże grafitowe HOPG	Spi Supplies	LOT#1170906	HOPG SPI-2 Grade, 20x20x1 mm
Analizator impedancji Solartron 1260	Solartron
Pluronic PE 6400 polimer	BASF (Polska)		(EO13PO70EO13)
Pluronic PE10500	BASF Canada Inc.		Masa molowa 6500 g/mol
wodorotlenek potasu	Sigma-Aldrich, Polska	P5958 Sigma-Aldrich	BioXtra, ≥ Mikroskop SEM na bazie 85% KOH
	JEOL JSM-7001F		Skaningowy mikroskop elektronowy z detektorem EDS
Tensjometr Sigma Force 701	KSV, Sigma701, Biolin	Tensjometr siły
Kwas siarkowy (VI)	POCH, Avantor Performance Materials Poland S.A.
szkła powierzchniowego typu KS 324 Kavalier	Megan Poland		80 % SiO2 , 11% Na2O i 9% CaO
Tecnai G2 T20 X-TWIN	FEI, USA		Transmisyjny mikroskop elektronowy z detektorem EDX.
Mikroskop TEM	Regulator temperatury JEOL JEM-1400
ITC503	Oxford Instruments
Tetraetylokrzemian	Sigma-Aldrich, Polska	131903	Krzemian tetraetylu, TEOS, klasa odczynnika, test 98%
Ultraczysta woda	Millipore, Merck KGaA, Darmstadt, Niemcy	SIMSV0001	Prosty system oczyszczania wodyWoda ultraczysta: 18,2 MegOhm· cm, TOC: < 5 ppb

naukowej 575000115